AEROSOLIMASSASPEKTROMETRIN KÄYTTÖ PALAMISAEROSOLIEN ANALYSOINNISSA

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "AEROSOLIMASSASPEKTROMETRIN KÄYTTÖ PALAMISAEROSOLIEN ANALYSOINNISSA"

Transkriptio

1 AEROSOLIMASSASPEKTROMETRIN KÄYTTÖ PALAMISAEROSOLIEN ANALYSOINNISSA Tommi Gröndahl Aerosolimassaspektrometrin käyttö palamisaerosolien analysoinnissa Pro Gradu -tutkielma Ympäristötiede Itä-Suomen yliopiston ympäristötieteen laitos Syyskuu 2012

2 2 ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta Ympäristötieteen pääaine Tommi Gröndahl: Aerosolimassaspektrometrin käyttö palamisaerosolien analysoinnissa Pro Gradu -tutkielma 57 sivua, 3 liitettä (3 sivua) Tutkielman ohjaajat: Jarkko Tissari, Aki-Matti Kortelainen syyskuu 2012 avainsanat: (aerosolimassaspektrometri, palamisaerosoli, päästöt, palaminen ) TIIVISTELMÄ Tässä Pro gradu -tutkielmassa on selvitetty korkearesoluutioisen lentoaikaaerosolimassaspektrometrin soveltuvuutta palamisaerosolien analysointiin. Vastaavia suoraan päästölähteestä tehtyjä tutkimuksia on tehty maailmanlaajuisesti melko vähän. Suurin osa aerosolimassaspektrometrimittauksista on tehty ilmakehästä. Tutkimukseen sisältyneestä kirjallisuuskatsauksesta saatujen tietojen pohjalta tehtiin käytännön mittauksia Itä-Suomen yliopiston pienhiukkas- ja aerosolitekniikan laboratoriossa. Mittauksissa päästölähteenä oli jatkuvatoiminen hakereaktori, jonka muodostama palamisaerosoli johdettiin mittalaitteille. Mittalaitteille johdettu palamisaerosoli laimennettiin ennen mittausta, koska muuten pitoisuudet olisivat olleet liian korkeita aerosolimassaspektrometrille. Mittauksia suoritettiin kolmenlaisissa palamisolosuhteissa: hyvissä, keskinkertaisissa ja huonoissa palamisolosuhteissa. Hyvä polttotilanne kuvasi mittauksissa esimerkiksi pellettipolttoa, keskinkertainen esimerkiksi osatehosta johtuvaa osittaista epätäydellistä palamista ja huono poltto tyypillistä panospolttoa esimerkiksi tulisijassa. Tutkimuksessa havaittiin, että aerosolimassaspektrometri ei kyennyt havaitsemaan kaikkein pienimpiä hiukkasia, joita muodostui erityisesti hyvän polttotavan yhteydessä. Työssä keskityttiinkin käsittelemään keskinkertaisen ja huonon polton testejä. Keskinkertaisen polton ja huonon polton muodostamissa palamisaerosoleissa oli selkeä ero. Huonon polton tapauksessa päästömäärät olivat huomattavasti korkeampia kuin keskinkertaisella polttotavalla. Vertailtaessa aerosolimassaspektrometriltä saatuja tuloksia suodatinnäytteistä saatuihin tuloksiin, havaittiin että aerosolimassaspektrometri havaitsi vain osan muodostuneista päästöistä. Tähän vaikutti osaltaan aerosolimassaspektrometrin vajavainen kyky havaita elementaarista hiiltä, lisäksi muodostuneiden hiukkasten suhteellisen pienen kokoluokan takia aerosolimassaspektrometri ei kyennyt havaitsemaan kaikkia muodostuneita päästöjä. Aerosolimassaspektrometrin parametreja optimoitiin mittausten kuluessa. Mittalaitteen aikaresoluutiota vaihdettiin mittausten aikana tiheämmäksi, jolloin datan määrän lisääntyessä saatiin tarkempia tuloksia. Aerosolimassaspektrometrin uunin lämpötilaa nostettiin koemielessä yhtenä mittauspäivänä ja tällöin havaittiin myös sellaisia yhdisteitä joita alemmalla lämpötilalla ei kyetty havaitsemaan. Aerosolimassaspektrometrin avulla kyettiin saamaan huomattavasti tarkempaa dataa kuin perinteisillä mittalaitteilla Aerosolimassaspektrometrin tuottaman datan käsittely on kuitenkin aikaa vievää, sillä datan analysointia on mahdollista jatkaa hyvin pitkälle. Aerosolimassaspektrometri ei ainakaan tällä hetkellä sovellu yksin korvaamaan muita mittalaiteita. Kehittämällä datan analysointia ja hakemalla mittalaitteeseen parhaat mahdolliset parametrit on aerosolimassaspektrometrillä saatavissa hyvää lisätietoa palamisaerosolien muodostumisesta ja ominaisuuksista.

3 3 ESIPUHE Pro Gradu -työ on viimein valmis, tutkielman tekeminen on ollut haastavaa, mutta antoisaa. Tutkielmaa tehdessä haastavinta oli rajata aihe siten, että kaikki olennainen tieto tuli mukaan, sillä työssä käsitellyn mittalaitteen tuottaman datan analysointia olisi voinut jatkaa erittäin pitkään. Suuret kiitokset esitän työni ohjaajille Jarkko Tissarille ja Aki-Matti Kortelaiselle. Jarkolle suurkiitokset erinomaisesta ohjauksesta työn korjauksista, sekä tarkastuksesta. Lisäksi haluan kiittää Petri Tiittaa työn tarkastamisesta. Akille kiitos erityisesti että hän jakoi asiantuntemuksensa datan käsittelyyn ja itse mittalaitteeseen liittyvissä kysymyksissä. Haluan kiittää myös vanhempiani tuesta erityisesti opintojeni aikana, lisäksi kiitokset kaikille hyville ystäville, jotka tekevät arjesta, vähemmän arkista. Lopuksi haluan kiittää vaimoani. Tiike kiitos tuestasi! Tommi Gröndahl Itä-Suomen yliopisto ympäristötieteiden laitos Pro Gradu -tutkielma

4 4 LYHENTEET JA MÄÄRITELMÄT AB = Air Beam (Näytesuihku) AMS = Aerosol Mass Spectrometer (Aerosolimassaspektrometri) amu = Atomic mass unit (Atomimassayksikkö) ARI = Aerodyne Research, Inc. BFSP = Brute-Force Single Particle CPC = Condensation Particle Counter (Kondensaatioydinlaskuri) DMA = Differential Mobility Analyzer (Differentiaalinen liikkuvuusanalysaattori) EC = Elemental Carbon (Alkuainehiili) MCP = Multichanel Plate Detector MS = Mass Spectrum (Massaspektri) OOA = Oxygenated Organic Aerosol PAH = Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PM 1 = Halkaisijaltaan alle yhden mikrometrin (µm) hiukkaset PM 2,5 = Halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin (µm) hiukkaset PM 10 = Halkaisijaltaan alle kymmenen mikrometrin (µm) hiukkaset PSL = Polystyrene Latex (Polystyreenilateksi) PTOF = Particle Time-Of-Flight (Hiukkasen lentoaika) SEM = Scanning Electron Microscopy SMPS = Scanning Mobility Particle Sizer SQUIRREL = SeQUential Igor data RetRiEvaL (Analyysiohjelmisto) TDMA = Tandem Differential Mobility Analyzer TEM = Transmission Electron Microscopy TEOM = Tapered Element Oscillating Microbalance (Mittalaite massanmääritykseen) TOF = Time-Of-Flight (Lentoaika) TOFMS = Time-Of-Flight Mass Spectrometer (Lentoaikamassaspektrometri) Itä-Suomen yliopisto ympäristötieteiden laitos Pro Gradu -tutkielma

5 5 SISÄLLYSLUETTELO ESIPUHE... 3 LYHENTEET JA MÄÄRITELMÄT... 4 SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO PIENPOLTTO PÄÄSTÖLÄHTEENÄ PUUN PALAMINEN JA PÄÄSTÖJEN MUODOSTUMINEN PIENPOLTON PÄÄSTÖJEN VAIKUTUKSET TERVEYTEEN AEROSOLIEN MITTAAMINEN AEROSOLIN MÄÄRITELMÄ AEROSOLIEN MITTAAMINEN AEROSOLISTA MITATTAVIA PARAMETREJA NÄYTTEENOTTO LAIMENNUS JA HÄVIÖT NÄYTTEENOTOSSA PALAMISAEROSOLI KORKEARESOLUUTIOINEN LENTOAIKA-AEROSOLIMASSASPEKTROMETRI MITTALAITTEEN RAKENNE JA TOIMINTAPERIAATE TUTKIMUKSEN TAVOITTEET MITTAUKSET JA MENELMÄT AEROSOLIMASSASPEKTROMETRIN KÄYTTÖ MITTAUKSISSA DATAN KÄSITTELY TULOKSET MASSASPEKTRIT MASSAPIIKKIEN VERTAILU ERI POLTTOTAPOJEN VÄLILLÄ HAPETTUNEISUUDEN ARVIOINTI PAH-YHDISTEIDEN PITOISUUDET MASSAKOKOJAKAUMAT TULOSTEN TARKASTELU SUODATINNÄYTTEIDEN VERTAILU AEROSOLIMASSASPEKTROMET-RILTÄ SAATUIHIN TULOKSIIN JOHTOPÄÄTÖKSET LÄHDELUETTELO LIITTEET LIITE LIITE LIITE Itä-Suomen yliopisto ympäristötieteiden laitos Pro Gradu -tutkielma

6 6 1 JOHDANTO Uusiutuvan energian ja erityisesti puupolttoaineiden käyttö energianlähteenä on kasvattanut suosiotaan viime vuosina (SVT 2011). Suomessa vuonna 2008 uusiutuvan energian primäärikäytöstä (106 TWh) 78 % oli tuotettu puuperäisillä polttoaineilla (SVT 2009). Puupohjaisten polttoaineiden käytön lisääntymiseen globaalisti on vaikuttanut voimakkaasti yleinen energian hinnan nousu. Suomessa kiinnostusta puupolttoaineiden käyttöön energian tuotannossa ovat vauhdittaneet valtioneuvoston tekemät linjaukset uusiutuvan energian käytön lisäämisestä (Sevola Y. ym. 2003). Suomessa biomassaa käytetään sekä keskitetyssä energian tuotannossa, että kotitalouksissa. Pienpoltto on kotitalouksissa yleinen toissijainen lämmitysmuoto, sillä pääsääntöisesti lähes kaikkiin uusiin pientaloihin rakennetaan jonkinlainen tulisija toissijaiseksi lämmitysmuodoksi (Makkonen J. ym. 2009). Puupohjaisten polttoaineiden käyttöä lisälämmönlähteenä perustellaan yleisesti hinnan, saatavuuden ja puun alhaisen hiilidioksitaseen vuoksia. Puun polttamisen yhteydessä muodostuva kasvihuonekaasupäästö on likimain samaa luokkaa kuin, mitä puun luonnollisesta lahoamisesta muodostuu (European Commission 2004). Vaikka puun polton hiilidioksitase on melko alhainen, aiheuttaa puun polttaminen kuitenkin huomattavia määriä muita haitallisia päästöjä (Tissari J. 2008). Puun poltossa muodostuu muun muassa pienhiukkasia, häkää, palamattomia hiilivetyjä sekä polysyklisiä hiiliyhdisteitä. Polttotapahtuman olosuhteet, polttoaineen ominaisuudet sekä polttolaite vaikuttavat palamisen laatuun merkittävästi ja tätä kautta polton yhteydessä syntyvien yhdisteiden määriin ja laatuun (Tissari J. ym. 2005). Lisäksi puun pienpolton yhteydessä matala päästökorkeus lisää altistumista eritoten esikaupunkialueilla, jos tilannetta verrataan voimalaitoksiin (Karvosenoja ym. 2006). Siten puunpoltosta aiheutuvien päästöjen entistä tarkempi tutkiminen on tärkeää Aerosolien mittaustekniikka on kehittynyt viime vuosikymmenien aikana merkittävästi. Mittaustekniikan kehitystä on edistänyt erityisesti kiinnostus ilman epäpuhtauksien ja terveysvaikutusten sekä teollisuuspäästöjen aiheuttamista muutoksista ympäristöön (Kulkarni P. ym. 2011). Aerosolien mittaamiseen paras mahdollinen laite on sellainen, joka kykenee laskemaan jokaisen hiukkasen ja analysoimaan nopeasti niiden koon ja kemiallisen koostumuksen sekä morfologian (Rogak S. N. ym. 1993). Lähimpänä tällaista laitetta on tällä hetkellä aerosolimassaspektrometri (AMS). Laitteella on hyvä mittausvaste ja aerosolimassaspektrometrin on todettu soveltuvan hyvin palamisesta peräisin olevien yhdisteiden

7 7 analysointiin. Laiteella on tehty useita mittauksia, joissa on tutkittu palamisen aiheuttamia muutoksia ulkoilmassa, mutta päästölähteestä tehtyjä mittauksia on melko vähän. Aerosolimassaspektrometrillä kyetään parhaimmillaan saamaan lähes reaaliaikaista tietoa, siitä mitä yhdisteitä palamisen yhteydessä muodostuu ja kuinka paljon (DeCarlo ym. 2006). Tässä Pro Gradu-työssä pyrittiin arvioimaan AMS:n soveltuvuutta palamisaerosolien analysointiin suoraan päästölähteestä, lisäksi pyrittiin saatujen tuloksien pohjalta tutkimaan minkälaisen lisäarvon aerosolimassaspektrometri tuo päästömittauksiin Kirjallisuudesta saatavilla olevan tiedon perusteella ja aiempien kokemusten perusteella suoritettiin Pro Gradu työhön liittyvät mittaukset Itä-Suomen yliopiston pienhiukkas- ja aerosolitekniikan laboratorion tiloissa Kuopiossa. Työssä pääpaino oli saatujen tulosten analysoinnissa. Työn yhteydessä suoritetut mittaukset liittyivät suurempaan samaan aikaan käynnissä olleeseen BioHealth-hankkeeseen.

8 8 2 PIENPOLTTO PÄÄSTÖLÄHTEENÄ Syntyvien päästöjen määrä sekä koostumus ovat voimakkaasti riippuvaisia polttoaineen ominaisuuksista, polttolaitteesta ja -tekniikasta (Tissari J. ym., 2005). Mikäli palaminen on täydellistä puunpolttoaineen hiili, vety ja happi muuttuvat hiilidioksidiksi ja vedeksi. Muut puun sisältämät ainesosat kuten typpi, rikki ja mineraalit käyttäytyvät siten, että mineraalit sitoutuvat joko pohja- tai lentotuhkaan ja typpi ja rikki muodostavat hapen kanssa reagoidessaan oksideja (Raiko ym. 2002). Palamisen ollessa epätäydellistä muodostuu edellä mainittujen komponenttien lisäksi huomattavia määriä pienhiukkas-, häkä-, hiilivety-, ja PAH-päästöjä (Tissari ym. 2005). Haitallisten terveysvaikutusten kannalta tärkeänä komponenttina pidetään nimenomaan pienhiukkasia (Pope C. A. 3rd & Dockery D. W. 1995). Pienhiukkaspäästöjen määristä on tehty Suomessa arviolaskelmia. Vuonna 2000 Suomessa arvioitiin pienhiukkasten (PM 2.5 ) kokonaispäästöksi noin 30 Gg. Tuosta määrästä noin 25 %:n (7,5 Gg) arvioitiin olevan puun pienpoltosta aiheutuneita. (Karvosenoja ym. 2008) Pienhiukkaspäästön suuruus ei indikoi suoraan terveysvaikutusta, sillä hiukkasen terveysvaikutusta määrittää pitkälti hiukkasen toksisuus sekä altistuminen, eikä niinkään määrä. Toksisuuteen vaikuttavat voimakkaimmin hiukkasten koko ja kemiallinen koostumus (Schwartz J. ym. 1996, Lighty J. S. ym. 2000). Altistumiseen vaikuttavista tekijöistä yhtenä keskeisimpänä voidaan pienpolton tapauksessa pitää matalaa päästökorkeutta (Karvosenoja ym. 2006). Pienhiukkasten päästömääriä pienpoltossa on tutkittu jonkin verran ja on todettu, että syntyvän päästön määrään ja laatuun vaikuttavat voimakkaasti palamisolosuhteet (Tissari ym. 2007). 2.1 PUUN PALAMINEN JA PÄÄSTÖJEN MUODOSTUMINEN Puuaines koostuu pääosin selluloosasta, hemiselluloosasta ja ligniinistä. Näiden ainesosien määrät vaihtelevat eri puulajien mukaan. Männyssä, kuusessa ja koivussa selluloosapitoisuus on noin % ja hemiselluloosapitoisuus vaihtelee %:n välillä kuivaainespitoisuudesta. Ligniinipitoisuus on havupuissa (25 28 %) hieman matalampi kuin lehtipuissa (37 40 %). Ligniini pitää puun kuidut yhdessä ja antaa näin puulle sen lujuuden (van Loo S. & Koppejan J. 2008). Ligniini sisältää vetyä ja hiiltä, joten juuri ligniini tuottaa

9 9 palaessaan paljon lämpöä. (Kärkkäinen M. 1971). Haihtuvien aineiden osuus puussa on kohtuullisen suuri (80 90 %), suuri haihtuvien aineiden osuus vaikuttaa voimakkaasti esimerkiksi puun poltosta syntyviin hiukkaspäästöihin, sillä ne voivat edistää tuhkan muodostusta pyrolyysin aikana. (Jokiniemi J. ym. 2002) Hiukkasia muodostuu palamisen yhteydessä haihtuvista yhdisteistä kun palamisen yhteydessä on paikallisesti vähähappisia alueita. Puussa noin 99 %:n osuuden kuiva-ainesmassasta muodostaa hiili, typpi ja happi. Typpipitoisuus on kuitenkin melko alhainen sen jäädessä yleisimmillä puulajeilla alle 0,2 %. Rikkiä puu sisältää keskimäärin alle 0,05 % ja klooria alle 0,01 %. (Alakangas E. ym. 2000). Puun ja muiden kiinteiden polttoaineiden, palaminen voidaan jakaa neljään eri vaiheeseen. Ensimmäisenä polttoaine lämpenee kuivumislämpötilaan ja kun riittävä lämpötila on saavutettu, tapahtuu syttyminen (Simoneit ym., 1999, van Loo S. & Koppejan J. 2008). Kuivumisen jälkeen lämmön seurauksena muodostuneet kaasut syttyvät. Tällöin puhutaan pyrolyysivaiheesta. Pyrolyysissä palokaasujen CO 2 -pitoisuus on noussut 7-8 %. Tällöin palonopeus on suurimmillaan. Pyrolyysikin on kaksivaiheinen, sillä kun lämpötila nousee paikallisesti yli 100 C:een pyrolyysi alkaa ja on tällöin endoterminen eli kuluttaa energiaa. Vasta kun lämpötila nousee yli 280 C:een, pyrolyysi muuttuu eksotermiseksi, eli energiaa luovuttavaksi (Simoneit ym., 1999, van Loo S. & Koppejan J. 2008). Kolmas vaihe palamisessa on jäännöshiilen palaminen tai kaasutus, jota kutsutaan myös hiipumisvaiheeksi. Polttopuun kaltaiselle suhteellisen suurelle palavalle kiinteälle kappaleelle nämä edellä kuvatut vaiheet ovat yleensä päällekkäisiä. Eli polttopuun pinta voi jo palaa, kun samalla keskiosa saattaa olla vielä kostea. Kiinteän polttoaineen palaminen on riippuvainen palavan aineen fysikaalisista, kemiallisista ja rakenteellisista ominaisuuksista, joita ovat mm. lämmönjohtavuus, lämpöarvo ja tiheys. Itse palamisella on kolme edellytystä, joiden on oltava samanaikaisesti läsnä: polttoaine, riittävä happi ja lämpötila (Raiko R. ym. 2002, van Loo S. & Koppejan J. 2008). Palamisen ollessa kiivaimmillaan lämpötila tulisijassa voi nousta jopa 1000 C :seen. Kiinteiden aineiden palaminen vaatii yli 600 C lämpötilan. Palamislämpötilan noustessa yli 850 C, palaminen muuttuu huomattavasti puhtaammaksi, sillä näin korkeissa lämpötiloissa myös hiilimonoksidi palaa, noen palaminen vaatii tätäkin korkeampia lämpötiloja (Hyytiäinen H. 2000, van Loo S. & Koppejan J. 2008). Oikealla ilman annostelulla voidaan vaikuttaa merkittävästi puun poltossa syntyvien päästöjen määriin. Puuta poltettaessa teoreettisesti laskettuna optimaalinen ilmantarve olisi noin 3,7 m 3 ilmaa puukiloa kohden, tosin

10 10 käytännössä ilman tarve on liki kaksinkertainen, mutta mitä lähempänä ilmamäärä on teoreettista arvoa, sitä kuumempiin palamisolosuhteisiin on mahdollisuus päästä (Hyytiäinen H. 2000). Mikäli palamistapahtuma olisi ideaalinen, palamistuotteina syntyisi vain vettä ja hiilidioksidia (Raiko R. ym., 2000). Palamistapahtuman epätäydellisestä luonteesta johtuen, puun palaessa muodostuu epäpuhtauksia. Esimerkiksi häkää muodostuu eniten sytytys- ja hiipumisvaiheessa, sekä silloin kun puuta lisätään palotilaan (van Loo S. & Koppejan J. 2008). 2.2 PIENPOLTON PÄÄSTÖJEN VAIKUTUKSET TERVEYTEEN Pienhiukkaspäästöjen on arvioitu aiheuttavan Euroopassa vuosittain yli ennenaikaista kuolemaa (Watkiss ym., 2005). Hiukkaspäästöjä muodostuu sekä primäärisesti palamisen yhteydessä, että sekundaarisesti ilmassa. Suomessa pienhiukkaspitoisuudet muodostuvat suurimmaksi osaksi kaukokulkeutuneista hiukkasista (Tainio 2009). Tosin primääriset pienhiukkaset, joita muodostuu puun pienpolton yhteydessä, saattavat olla huomattavasti haitallisimpia ihmisille, niiden matalan päästökorkeuden ja paikallisesti runsaan määrän takia (Karvosenoja ym., 2006). Huonossa poltossa PM 1 -hiukkasten päästö saattaa olla jopa noin kuusinkertainen tavanomaiseen polttoon verrattuna. Toisaalta tavanomaisessa poltossa lukumääräpitoisuus on 2-3 kertaa huonoa polttoa suurempi, joten tavanomaisessa poltossa syntyvien hiukkasten koko on keskimäärin huomattavasti pienempi kuin huonossa poltossa syntyvien (Tissari ym., 2007). Typen oksideista merkittävimpänä terveyteen vaikuttava yhdisteenä voidaan pitää typpidioksidia, joka pääsee tunkeutumaan melko syvälle keuhkoihin (WHO 2003). Kulkeutuessaan keuhkoihin typpidioksidi saattaa aiheuttaa keuhkoputkien supistumista ja hengityselinoireiden lisääntymistä (WHO 2003). Hiilivetyjen aiheuttamat vaikutukset terveyteen ovat pääosin myös hengityselimiä ärsyttäviä. Lisäksi osa hiilivety-yhdisteistä on voimakkaasti syöpä-vaarallisia, joista merkittävimpänä ryhmänä PAH-yhdisteet, joita voi esiintyä sekä hiukkasissa, että kaasussa (Lahden tutkimuslaboratorio, 2004). Pienpoltosta muodostuvan savun hengittäminen aiheuttaa altistumista monille erilaisille PAH-yhdisteille. PAH-yhdisteet eivät esiinny yleensä yksittäisinä yhdisteinä vaan kyseessä on tavallisesti usean PAH-yhdisteen seos. Koska erilaisia PAH-yhdisteitä on olemassa paljon, myös niiden yhdistelmiä on niin suuri määrä, että yksittäisen yhdisteen vaarallisuutta on vaikea arvioida

11 11 tarkasti (WHO 2003, TTL 2010). PAH-yhdisteistä tiedetään kuitenkin sen verran, että ainakin osa niistä on karsinogeenisia ja genotoksisia (WHO 2003). Bentso(a)pyreeni on eniten tutkittu PAH-yhdiste, jolla tiedetään olevan terveysvaikutuksia. Bentso(a)pyreenin ollessa tutkituin PAH- yhdiste sitä käytetään mittauksissa yleisesti PAH-pitoisuuden indikaattorina (Sauni ym., 1998) Lisäksi epätäydellisestä palamisesta muodostuu hiilimonoksidia eli häkää, joka aiheuttaa terveysvaikutuksia, johtuen sen kyvystä syrjäyttää happi ihmisen verenkierrosta. Hiilimonoksidiin liitettäviä tunnusomaisia oireita voivat lievillä pitoisuuksilla olla mm. päänsärky, huimaus ja pahoinvointi, mikäli altistus jatkuu seuraa hengitysvaikeuksia sekä tajunnanmenetys (Elonen E. 2001).

12 12 3 AEROSOLIEN MITTAAMINEN Kiinnostus päästöjen mittaamiseen on kasvanut sitä mukaa kun päästöjen vaikutuksista ympäristöön ja terveyteen on saatu tietoa (Dockery ym., 1993; Pope ym., 1995). Nykyään mittaamisella voidaan saavuttaa muitakin kuin ympäristö- ja terveyshyötyjä. Esimerkiksi teollisuuslaitoksissa päästöjä analysoimalla voidaan parantaa prosessien tehokkuutta. Mittalaitteiden kehitys on ollut viime aikoina nopeaa, erityisesti analysointityökalut ovat kehittyneet yhdessä tietotekniikan kehityksen kanssa (Hämeri K. & Mäkelä J., 2005). Päästömittausten merkitys on kasvanut viime vuosikymmeninä merkittävästi, sillä säädökset asetukset ja lait asettavat yhä tiukkenevia rajoituksia päästöjen määrille (Torvela H. 1993). Suurin päästömittaamisen ala liittyy teollisuudenpäästöjen mittaamiseen. Tulevaisuudessa myös tietoa yksittäisten päästölähteiden, kuten kotitalouksien tulisijojen, aiheuttamista päästöistä tullaan tarvitsemaan, sillä tiukkenevat päästönormit tulevat mahdollisesti ulottumaan myös pienpolttoon (EU, 2009). Päästöjen mittaaminen teollisuudessa on yleensä sidottu ympäristölupaan ja on näin ollen lakisääteistä. Päästömittauksilla voidaan niin ikään saada tietoa esimerkiksi polttoprosessin tilasta ja laadusta tai puhdistuslaitteiden toiminnasta. Viralliset päästömittaukset pohjautuvat standardeihin, jolloin mittaaminen tapahtuu aina samaa proseduuria noudattaen. Mittaamisessa on tärkeä tietää tarkkaan mitä mitataan ja miksi. Lisäksi mittausta suunniteltaessa on oltava selvillä mikä on tarkoituksenmukainen mittaustapa ja -laitteisto. Kokeellinen päästömittaaminen poikkeaa normaalista päästömittaamisesta eniten siinä, että mittaus ei perustu mihinkään standardeihin. Tällöin on ensiarvoisen tärkeää dokumentoida mittausjärjestely tarkasti, jotta koe on mahdollisuuksien mukaan toistettavissa (VTT 2007). Päästöjä mitattaessa, mitataan yleensä aerosolia, jolloin mittaamisella selvitetään sekä kaasumaisen aineksen, että kiinteiden hiukkasten ominaisuuksia (Vincent J. H., 2007). Aerosolien mittaaminen on itsessään laaja tieteenala, joka vaatii hyvää eri luonnontieteiden alojen tuntemusta. Mitattaessa aerosolia pyritään ensisijaisesti saamaan tietoa minkä kokoisia aerosolissa olevat hiukkaset ovat, sillä koko määrittää pitkälti miten hiukkanen käyttäytyy (Baron & Willike, 2001). Lisäksi mitataan aerosolin koostumusta, pitoisuuksia ja morfologiaa. Aerosoleja mitattaessa datan määrä voi olla melko suuri, vaati mittaustulosten analysointi tietämystä niin fysiikan- kemian- kuin tekniikan alalta. Seuraavassa käydään läpi

13 13 keskeisimmät aerosolien mittaamiseen liittyvät asiat. Aerosoleista mitattavat ominaisuudet, hiukkaskokojakauma, koostumus, pitoisuus ja morfologia käsitellään omissa kappaleissaan. Lisäksi esitellään mittaamisessa huomioon otettavat asiat, näytteenotto ja laimennus. 3.1 AEROSOLIN MÄÄRITELMÄ Yleisen määritelmän mukaan, aerosolihiukkasten halkaisija vaihtelee 1 nm ja 100 µm välillä. Aerosoli koostuu kaasumaisesta väliaineesta, johon on sekoittuneena sekä kiinteää, että nestemäistä ainetta (Hinds, 1999). Aerosolitutkimus keskittyy yleensä aerosolihiukkasiin, jotka ovat osa aerosolia. Aerosolimittauksissa mielenkiinto kohdistuu mitattavan kohteen ominaisuuksiin, kuten kokoon, muotoon ja koostumukseen. Aerosolien yhteydessä ollaan erityisen kiinnostuneita kokojakaumasta, sillä sen perusteella voidaan arvioida aerosolin muodostumista ja käyttäytymistä (Sverdrup G. M. & Whitby K. T., 1977) Yleisesti ottaen aerosolien mittaaminen ei ole kovinkaan suoraviivaista. Mittaukseen oman haasteen tuovat muuttuvat olosuhteet, kuten lämpötila, kosteus ja paine, näiden lisäksi yhtenä muuttujana voidaan pitää väliainetta, jossa aerosolihiukkaset ovat (Baron & Willeke, 2001; Hinds, 1999). Aerosolien mittaamiseen tarkoitettuja laitteita on kaupallisesti tarjolla useita ja niiden luotettavuus on melko hyvä. Kiinnostusta tieteenalaan viime aikoina ovat lisänneet muun muassa epävarmuudet jotka liittyvät hiukkasten terveys- ja ilmastovaikutuksiin. Lisäksi nanoteknologia uutena tieteenalana muodostaa uuden tutkimuskentän aerosolien mittaamiselle. Nanoteknologian sovellukset vaativat tulevaisuudessa yhä tarkempaa tietoa hiukkasten käyttäytymisestä. (Brechtel, 2009; Hämeri & Mäkelä, 2005). 3.2 AEROSOLIEN MITTAAMINEN Aerosolien mittaamisen perustana on tarve saada tietoa niiden vaikutuksista ilmanlaatuun terveyteen, lisäksi aerosolien vaikutus ilmastoon on myös tutkimuksen kohteena. Jotta aerosolien vaikutuksia näihin seikkoihin voidaan tutkia, tarvitaan tietoa aerosolien fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista. Aerosolien mittaaminen on haastava aihealue ja riittävän mittaustiedon saaminen edellyttää yleensä useiden eri mittalaitteiden käyttöä (Allan J. D., 2004; Alfarra M., 2004).

14 14 Aerosolien mittaaminen ja niiden kemiallisen koostumuksen selvittäminen on melko vaikeaa johtuen aerosolin ja siinä olevien hiukkasten luonteesta. Aerosolissa olevat hiukkaset ovat yleensä hyvin pienikokoisia ja niiden faasimuutokset ovat suhteellisen nopeita. Perinteisesti palamisessa syntyvien hiukkasten kemiallista koostumusta pyritään selvittämään suodatinkeräyksin, jossa näytevirta johdetaan suodattimelle, joka analysoidaan myöhemmin laboratoriossa. Reaaliaikainen hiukkasten analysointi onnistuu kuitenkin esimerkiksi TDMAmittalaitteistolla, (Tandem Differential Mobility Analyzer) jolla kyetään saamaan tietoa aerosolihiukkasten koon muutoksista eri olosuhteissa. (Hämeri & Mäkelä, 2005). TDMA:lla ei kuitenkaan pystytä saamaan suoraa informaatiota näytteen kemiallisesta koostumuksesta (Joutsensaari ym., 2001). Tässä työssä käytetyssä aerosolimassaspektrometrissä näytteen analysointi perustuu hiukkasten höyrystämiseen laserilla tai kuumalla pinnalla. Höyrystämisessä muodostuvien ionifragmenttien kemiallinen koostumus voidaan selvittää massaspektrometrin avulla (Jayne J. T. ym., 2000). Aerosolimassaspektrometrin tärkein etu muihin mittausmenetelmiin verrattuna on lähes reaaliaikainen kuva näytteen kemiallisesta koostumuksesta. 3.3 AEROSOLISTA MITATTAVIA PARAMETREJA Hiukkasten koko ja kokojakauma Kokojakauman määrittäminen on keskeisin hiukkasiin liittyvä mitattava ominaisuus, sillä hiukkasten koko määrää pitkälti aerosolihiukkasten käyttäytymistä. Kokoa mitattaessa koko voidaan määritellä monella eri tavalla. Sillä hiukkasen koko vaikuttaa siihen miten hiukkaset käyttäytyvät, esimerkiksi pieniin hiukkasiin vaikuttavat Brownin liikkeen voimat, kun taas suurempiin hiukkasiin vaikuttaa ennen kaikkea gravitaatio ja inertia (Baron & Willeke 2001). Hiukkasten kokoa mitattaessa käytetyllä mittaustekniikalla on myös vaikutusta siihen, minkälaista dataa mittauskohteesta saadaan. Perinteisesti koon määrittämiseen käytetään kolme päämenetelmää; massaan perustuvaa tai optisiin ja sähköisiin ominaisuuksiin perustuvaa. Jotta eri menetelmin mitatut kokojakaumat olisivat vertailukelpoisia keskenään, on hiukkasten kokoluokittelussa käytössä ns. ekvivalenttikoko. Mitatun hiukkasen käyttäytymistä tietyssä mittalaitteessa verrataan palloon jonka tiheys on vakio. Esimerkiksi impaktorimittauksissa hiukkasen koko on riippuvainen muodosta, tiheydestä sekä koosta kun taas optisiin menetelmiin perustuvissa mittalaitteissa hiukkasen koko on riippuvainen

15 15 hiukkasen taitekertoimesta, muodosta ja koosta. Kokojakauman mittaamisesta haasteellista tekee sen laajuus. Pienimmät hiukkaset voivat olla ainoastaan noin 1 nm:n kokoluokkaa kun suurimpien hiukkasten koko on lähellä 100 µm:ä. Yhdellä mittalaitteella kyetään tavallisesti havainnoimaan vain tietty kokoalue, joten useamman mittalaitteen käyttö on perusteltua, jotta koko kokoalue saadaan katetuksi (Hinds, 1999). Kokojakauma voidaan määrittää myös muiden suureiden suhteen, jolloin kokoalue sovitetaan mitattavan aerosolin mukaan soveltuvaksi. Pitoisuus Aerosolien pitoisuuksia mitattaessa keskitytään yleensä massa- ja lukumääräpitoisuuksiin (Hinds, 1999). Lukumääräpitoisuuksia voidaan mitata esimerkiksi kondensaatioydinlaskurilla (CPC), jolla voidaan määrittää tiettyä minimikokoa suurempien hiukkasten lukumääräpitoisuus. Lukumääräpitoisuuden yksikkönä pidetään tavallisesti 1/cm 3. Massapitoisuuksia mitataan perinteisesti suodatinkeräyksellä. Puhdas suodatin punnitaan ennen mittaamista ja mittaamisen jälkeen jolloin voidaan määrittää suodattimelle kertynyt massa. Gravimetrinen analyysi on erittäin herkkä ulkopuolisille olosuhteille, erityisesti vaihtelut ilmankosteudessa saatavat aiheuttaa epätarkkuutta mittaustuloksiin Massapitoisuutta voidaan mitata myös reaaliaikaisesti käyttämällä esimerkiksi TEOM:ia (Hämeri & Mäkelä, 2005). Koostumus Aerosolimassaspektrometrin yhteydessä aerosolien koostumuksen mittaaminen on etusijalla. Yleensä koostumus määritetään suodatinkeräyksenä, jolloin kerätty näyte analysoidaan vasta mittauksen jälkeen laboratoriossa. Keruumenetelmistä saadut tulokset ovat yleisesti keskiarvoja joltakin ajanjaksolta. Epätarkkuutta suodatinkeräykseen aiheuttaa myös suodattimien käsittelystä johtuva epävarmuus. Lisäksi suodatinkeräyksissä eri analyysimenetelmät vaativat erilaisia suodattimia. Lisäksi suodatinkeräyksissä kerätään yleensä enemmän kuin yksi näyte, joka sekään ei aina takaa, että massaa on riittävästi edustavaa analyysiä varten. In situ mittaamiseen AMS on soveltuva laite, sillä laitteella kyetään saamaan häiriöttömämpää ja varmempaa tietoa näytteen kemiallisista ominaisuuksista kuin perinteisillä suodatinkeräyksillä. (Hinds, 1999; Hämeri & Mäkelä, 2005).

16 16 Morfologia Hiukkasten muodon vaikutukset hiukkasten ominaisuuksiin on tutkimusalue, josta tiedetään melko vähän (Hämeri & Mäkelä, 2005). Hiukkasten muoto vaihtelee radikaalisti, mikä aiheuttaa melko suuren epävarmuustekijän hiukkasten käyttäytymiselle, mikäli hiukkanen oletetaan lähtökohtaisesti tietyn muotoiseksi. Muoto vaikuttaa niin ikään hiukkasen pintaalaan ja pinta-alalla on merkitystä hiukkasen ominaisuuksien kannalta (Tissari ym., 2005; Hämeri & Mäkelä, 2005). (Hämeri & Mäkelä, 2005). Yleisesti hiukkasen muoto on määritetty sen käyttäytymiseen perustuen, josta on voitu johtaa ns. muotokertoimet erimuotoisille hiukkasille. Hiukkasten käyttäytymisestä saadaan viitteitä muotokertoimien perusteella, mutta yksityiskohtaisen tiedon saamiseksi muotokertoimiin perustuva analyysi ei ole riittävän yksityiskohtainen (Hinds, 1999). Hiukkasen pinnan ominaisuudet, muoto ja rakenne vaikuttavat voimakkaasti hiukkasen reaktiivisuuteen ja käyttäytymiseen. Hiukkasten muotoja mitatessa tyydytäänkin usein pieneen otokseen koko aerosolista. Nykyisillä tietokonepohjaisilla analyysimetodeilla hiukkasten muotojen tutkiminen on tullut tarkemmaksi (Baron & Willeke, 2001). Vaikka tietotekniikka onkin edistänyt hiukkasten muodon mittaamista, edelleen on hankalaa mitata hiukkasten täsmällisiä muotoja suoraan aerosolista. TEM- ja SEM-analyysejä käyttämällä voidaan hiukkasen muotoa tutkia 2-ulotteisesti. Muodon ja tarkan rakenteen mittaamiseksi on kehitetty erilaisia metodeja. Yksinkertaisten muotojen, kuten pallo- ja sauvamaisten, esittäminen onnistuu helpohkosti, mutta monimutkaisempien muotojen kuvailu on hankalampaa. Kuitenkin menetelmästä riippumatta kyetään kuvailemaan ainoastaan hiukkasen hahmo, eikä esimerkiksi pinnan muodosta voida sanoa mitään (Hinds, 1999; Baron & Willeke, 2001). 3.4 NÄYTTEENOTTO Näytteenotto vaikuttaa saataviin tuloksiin, koska näytteenoton onnistuminen vaikuttaa hiukkasten muodostumiseen, kemialliseen koostumukseen ja kokojakaumaan. Näytteenoton ollessa ideaalia, sen ei tulisi vaikuttaa nukleaatioon, koagulaatioon tai kondensaatioon. Esimerkki näytteenoton järjestelystä on esitetty kuvassa 3.1. Tärkeimmät kaksi seikkaa, jotka näytteenotossa tulee ottaa huomioon, ovat miten saadaan mahdollisimman edustava otos näytteestä ja miten mittauksen aikana tapahtuvat häviöt otetaan huomioon.

17 17 Kuva 3.1 Skemaattinen kuvaus näytteenottojärjestelystä (Marjamäki M. & Keskinen J., 2006, mukaillen) Pienpoltosta tehtävien savukaasumittausten yhteydessä mittaaminen suoritettaan yleensä laimennetusta savukaasusta, poikkeuksen tähän tekee päästömittausstandardin (SFS 3866) mukaiset mittaukset. Pienpolton tapauksessa palamisaerosolin lämpötila voi olla melko korkea (<500C⁰). Lisäksi hiukkaspitoisuudet saattavat olla erittäin korkeita ja aerosoli voi sisältää runsaasti kondensoituvia yhdisteitä. Hiukkasnäytteenotossa on useita keskeisiä seikkoja, jotka tulee ottaa huomioon. Näytettä otettaessa on varmistuttava siitä, että näyte on edustava ja näytteenottolinja on tiivis (VTT 2007). Näytteenottolinjassa ei saisi tapahtua huomattavaa vuotoa. Näytteenoton aikana on pyrittävä minimoimaan näytelinjasta mahdollisesti irtoavien epäpuhtauksien joutumien analysoitavaan näytteeseen, eritoten jos on kyseessä pölymittaus. Mikäli hiukkasnäytteenoton halutaan olevan isokineettistä, on tärkeää että näytekaasun virtausnopeus on sama sekä kanavassa, että suuttimessa. Virtauksien nopeuksien ollessa samat saadaan isokineettisessä näytteenotossa edustavat arvot hiukkaspitoisuuksista ja hiukkaskokojakaumasta. Näytteenottonopeuden ollessa liian suuri muodostuu mitattu pitoisuus yleensä liian pieneksi ja kokojakauma painottuu pieniin hiukkasiin. Tämä selittyy sillä, että näytevirran ollessa tarpeettoman suuri, näytevirta kerää vain pienimmät hiukkaset, kun suuremmat hiukkaset kulkeutuvat hitausvoimiensa takia suuttimen ohi. Vastaavasti näytteenottonopeuden ollessa riittämätön pitoisuuksien arvot nousevat liian suuriksi ja kokojakauma painottuu suurempiin hiukkasiin, koska pienet hiukkaset kulkeutuvat suuttimen (Marjamäki & Keskinen 2006; VTT 2007).

18 LAIMENNUS JA HÄVIÖT NÄYTTEENOTOSSA Laimentaminen alentaa mitattavan aerosolin konsentraatiota ja lämpötilaa. Yleensä laimennus on moniportainen, jotta mittalaitteista saadaan paras mahdollinen mittausvaste. Pienpoltossa tehtävissä mittauksissa käytetään savukaasujen laimennusta, ellei kyse ole päästömittausstandardin mukaisesta suorasta savukaasumittauksesta. Laimennusta käytetään aineensiirron ongelmien takia. Käytettävällä laimennuskertoimella on keskeinen merkitys, siihen minkälaisia tuloksia mittalaitteilta on saatavissa. Laimennettaessa savukaasun lämpötila alenee, jolloin kondensoituminen vähenee, tai pysähtyy kokonaan ja näytteenotto helpottuu. Savukaasua laimennettaessa, laimennus voidaan tehdä koko savukaasulle tai ottaa osavirtaus joka laimennetaan. Laimennettaessa savukaasua, laimentimessa tapahtuu häviöitä, jotka tulee ottaa huomioon tuloksia käsiteltäessä. Laimennustekniikasta riippuu kuinka eri ilmiöt, agglomeraatio, kondensaatio, nukleaatio ja seinämähäviöt, vaikuttavat palamisaerosoliin laimennuksen aikana. Käytettävällä laimennusilmalla on merkittävä vaikutus siihen mitä mittalaite havaitsee. Mikäli laimennus ilma on kylmää, mitattava savukaasu viilenee äkisti ja tämä saattaa edistää nukleoitumista. Kuumalla ilmalla laimennettaessa havaittava kokonaispitoisuus alenee, koska nukleeatiota ei tapahdu. Jos laimennuksessa käytetään sekä kuumaa (esilaimennus), että kylmää ilmaa (toisiolaimennus) niin tällöin laimennus tapahtuu ilman nukleaatiota ja tiivistymistä. (Marjamäki & Keskinen 2006; VTT 2007). Tässä tutkimuksessa laimennus suoritettiin huokoisenputken ja kahden ejektorilaimentimen avulla. Ejektorilaimennuksen yhteydessä laimennettava näyte otetaan savukaasuvirrasta vakiotilavuusvirralla. Laimennuksessa käytettävä paineilma voidaan tarpeen mukaan lämmittää. Ejektroilaimentimia voidaan kytkeä sarjaan, kuten tämän työn yhteydessä tehdyissä mittauksissa toimittiin. Sarjankytkennällä kyetään kasvattamaan laimennussuhdetta riittävän suureksi. Tässä työssä käytetty aerosolimassaspektrometri on mittalaitteena melko herkkä pienillekin pitoisuuksille, joten laimennus oli suunniteltu lähtökohtaisesti hieman suuremmaksi kuin normaaleissa päästömittauksissa. Huokoisen putken laimentimella hiukkasten koko kasvaa kondensaation kautta, koska laimennettavassa kaasussa olevat hiukkaset toimivat tiivistymisytiminä. Huokoisen putken laimentimen käyttöä puolustaa se seikka, että tarkasteltaessa lukumääräkokojakaumia huokoisen putken laimennin aiheuttaa vähäisiä nukleeaatioefktejä. (Lyyränen J. ym., 2004)

19 19 Laimentamisen yhteydessä näytteessä tapahtuu häviöitä jolloin alkuperäinen pitoisuus saattaa laskea merkittävästi tulosten kannalta. Esimerkiksi ejektorilaimentimia käytettäessä häviö lukumäärä- ja massapitoisuuksissa voi olla jopa 30 % (Tissari ym. 2006). Häviöitä tapahtuu laimennukseen käytetyssä laitteistossa, Edellä mainitut seinämähäviöt ovat tyypillisiä, lisäksi hiukkahäviöihin voi vaikuttaa savukaasun viipymäaika laimentimessa sekä itse laimentimen rakenne (Tissari ym. 2005). 3.6 PALAMISAEROSOLI Palamiskaasujen sisältämä palamisaerosoli koostuu kiinteän- ja nestefaasin muodostamista hiukkasista ja näitä ympäröivästä kaasujen, höyryjen seoksesta (Tissari ym., 2005). Kiinteän tai nestemäisen polttoaineen palamisen yhteydessä syntyy yleensä vähintään kahteen eri kokoluokkaan jakaantuvia hiukkasia. Halkaisijaltaan yli 1 µm hiukkasia kutsutaan karkeiksi hiukkasiksi, nämä karkeat hiukkaset muodostuvat tyypillisesti polttoaineen hiilestä tai tuhkasta. Kokoluokkien välillä on yleensä merkittäviä kemiallisia ja fysikaalisia eroavaisuuksia (Flagan & Seinfield, 1988). Palamisen yhteydessä muodostuvat pienhiukkaset koostuvat yleensä materiaalista joka höyrystyy palamisen aikana. Palamisen jälkeen syntynyt aines saturoituu ja nukleaation kautta muodostuu pienhiukkasia. Nukleoituneiden hiukkasten koko kasvaa koagulaation, agglomeraation, kondensaation ja pintareaktioiden seurauksena. Näin syntyneitä hiukkasia kutsutaan primäärihiukkasiksi. Sellaisia hiukkasia jotka muodostuvat vasta polttolaitteen ulkopuolella kutsutaan puolestaan sekundäärisiksi hiukkasiksi. Pääosa sekundäärisistä hiukkasista muodostuu vasta palamisaerosolin vapauduttua ilmakehään, melko pitkänkin ajan kuluessa. Yleisesti ottaen pienhiukkaset voidaan jaotella kolmeen eri päätyyppiin, niiden alkuperän ja muodostumismekanismien perusteella: tuhkahiukkasiin (epäorgaaniset), nokihiukkaset (alkuainehiili) ja orgaaninen aines (Lighty ym., 2000) Puun polton yhteydessä muodostuvia kiinteitä hiukkasia ovat tuhkahiukkaset, joihin kuuluvat nokihiukkaset, metallioksidit sekä alkalikloridit ja -sulfaatit (Oser ym. 2001). Puun palamisen yhteydessä syntynyt aerosoli voi sisältää lisäksi nestemäisiä ja tervamaisia aineksia, jotka ovat muodostuneet pääasiallisesti raskaista tai keskiraskaista hiilivedyistä. Puun poltosta syntyvän savukaasun jäähtyessä kiinteiden hiukkasten pinnalle siirtyy höyryjä kondensaation tai adsorption välityksellä, tämän seurauksena kiinteän hiukkasen ympärille muodostuu

20 20 nestemäinen kerros (Tissari ym., 2005) Palamisessa muodostuva palamisaerosoli sisältää hiukkasmaisen aineksen lisäksi kaasumaisia komponentteja. Palamisen ollessa epätäydellistä palamisaerosoli sisältää hiilidioksidin lisäksi, hiilimonoksidia ja palamattomia hiilivetyjä. Pyrolyysin ollessa eksoterminen palavasta aineksesta vapautuvat kaasut sisältävät raskaita orgaanisia yhdisteitä ja terva-aineita. Lisäksi palamisolosuhteiden ollessa huonot, liian matala lämpötila ja riittämätön hapen määrä, muodostuu palamisessa PAH-yhdisteitä.

21 21 4 KORKEARESOLUUTIOINEN LENTOAIKA-AEROSOLIMASSA- SPEKTROMETRI (HR-TOF-AMS) Korkearesoluutioisella lentoaika-aerosolimassaspektrometrillä voidaan hiukkasten kemiallinen koostumus määrittää kokoluokittain reaaliaikaisesti. Aerosolimassaspektrometri laskee orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden kokonaismassan ionifragmenttien avulla. Laitteen havaitsemista epäorgaanisista yhdisteistä keskeisimpiä ovat nitraarin-, sulfaatin- ja ammoniumin yhdisteet (DeCarlo ym. 2006). Laite kykenee havaitsemaan reaaliaikaisesti hiukkasia aina 40 nm:stä noin 1 µm:iin. (Aerodyne Research Inc 2010). Laitteen mittaamien eri massalukujen resoluutio on V-moodillakin tarpeeksi korkea, jotta saman massaluvun eri koostumuksen omaavat ionit kyetään erottamaan toisistaan. Massalukujen (m/z) perusteella voidaan tehdä päätelmiä esimerkiksi palamisolosuhteista. Tässä työssä tutkittiin biomassan palamisolosuhteiden vaikutusta palamisen yhteydessä muodostuviin yhdisteisiin, analysoimalla massalukujen 29, 43 ja 44 suhteellista jakautumista massaspektrien avulla. Vahvat signaalit massaluvuista 29 ja 43 johtuvat usein siitä, että mitatussa aerosolissa on happea sisältäviä ioneja, kuten CHO + ja C 2 H 3 O +. Massaluku 43 sisältää, palamisaerosolin tapauksessa, todennäköisimmin ainakin yhdisteitä C 2 H 3 O + ja C 3 H 7 (Aiken ym. 2009; He L-Y. ym. 2010). Massaluvun 44 tarkastelu on tyypillisesti täsmällisin menetelmä arvioitaessa hapettuneisuutta. (He L-Y. ym. 2010). Tarkasteltava mittalaite on ARI:n (Aerodyne Research Inc.) valmistama korkearesoluutioinen lentoaika-aerosolimassaspektrometri (High Resolution Time-Of-Flight Aerosol Mass Spectrometer). Laitteen tuottamista massaspektreistä pystytään erottelemaan hiilen, vedyn, typen ja hapen suhteelliset määrät. 4.1 MITTALAITTEEN RAKENNE JA TOIMINTAPERIAATE Laite koostuu kahdesta yksiköstä, lentoaikakammiosta ja massaspektrometristä. Lentoaikakammiota ennen laitteessa on aerosolin sisääntulolinja johon kuuluu aerodynaaminen linssi, jonka yhteydessä on myös kriittinen aukko (kuva 4.1). Aerodynaamisella linssillä hiukkaset kiihdytetään hiukkassuihkuksi. Muodostuneen hiukkassuihkun kulkua katkotaan katkojalevyllä, jonka jälkeen suihku ohjataan höyrystimille. Haihtuvat ja puolihaihtuvat yhdisteet höyrystyvät ja höyrystynyt näyte johdetaan edelleen massaspektrometrille.

22 22 Ionien heijastin Kuva 4.1: Skemaattinen kuva korkearesoluutioisen lentoaika-aerosolimassaspektrometrin rakenteesta (DeCarlo ym., 2006 mukaillen) Sisääntulolinja, aerodynaaminen linssi ja hiukkasten lentoajat Kriittisellä aukolla näytevirran paine saadaan tasattua halutulle tasolle, ennen kun näytevirta kulkeutuu aerodynaamisen linssin läpi lentoaikakammioon (Jayne ym., 2000). Aerodynaamisen linssin avulla hiukkaset kootaan, halkaisijaltaan noin 1 mm:n, hiukkassuihkuksi (Jimenez ym., 2003). Aerodynaamisella linssin viisi ensimäistä tasoa keskittävät näytesuihkun linssikokonaisuuden keskilinjalle. (Allen 2004) Viimeisellä tasolla hallitaan kaasun laajenemista sekä hiukkassuihkun kiihdyttämistä lentoaikakammioon. Kaasun laajeneminen aiheuttaa sen, että hiukkasten muoto ja halkaisija vaikuttavat niiden nopeuteen, eli laitteen määrittämien lehtoaikojen perusteella voidaan laskea hiukkasten aerodynaamiset tyhjiöhalkaisijat (Jayne ym., 2000). Lentoaikakammiossa hiukkasten aerodynaamiset halkaisijat kyetään määrittämään niiden lentoaikojen perusteella kun tiedetään, että hiukkasten kulkema matka on vakio. Lentoajan mittaaminen alkaa kun hiukkanen ohittaa katkojalevyn ja päättyy kun hiukkanen havaitaan massaspektrometrillä. Hiukkasten nopeudet voidaan täten selvittää kun tiedetään hiukkasen lentoaika ja matka. Saatujen lentoaikojen perusteella puolestaan voidaan määrittää hiukkasten aerodynaamiset

23 23 halkaisijat (Aerodyne Research Inc., 2010). Katkojalevyn avulla aerodynaamiselta linssiltä tulevaa hiukkassuihkua pilkotaan, jotta nopeuksien määrittäminen onnistuisi. Katkojalevy pyörii tyypillisesti noin 140 Hz taajuudella. Katkojalevyä voidaan liikuttaa servomoottorin avulla kolmeen eri asentoon, avoin, suljettu ja katkottu. Katkojalevyssä on infrapunafotodiodipari, jolla levyssä olevien rakojen sijainti saadaan selvitettyä ja määritetään lentoajan alkuhetki. Näytteen höyrystäminen ja ionisaatio Seuraavaksi hiukkaset ohjataan höyrystimelle, jossa haihtuvat ja puolihaihtuvat yhdisteet höyrystyvät. Näyte höyrystyy kun hiukkaset tulevat riittävän lähelle uunin keraamista pintaa. Osa hiukkasista saattaa höyrystyä jo ennen uunia ja osa kun ne törmäävät uunin pinnalle. Joidenkin hiukkasten ominaisuuksista johtuen höyrystyminen tapahtuu, vasta kun hiukkaset ovat olleet kiinnittyneinä uunin pintaan jonkin aikaa. Lisäksi jotkin hiukkasista eivät höyrysty lainkaan. Esimerkiksi alkuainehiiltä (EC) laite ei kykene havaitsemaan, sillä alkuainehiili ei desorptoidu ja täten laite ei havaitse sitä (Allan, 2004). Höyrystin on keraamista materiaalia oleva kartiomainen sylinteri jonka sisällä olevan volframilangan lämpötilaa voidaan säädellä muuttamalla metallilankaan syötetyn virran suuruutta. Höyrystin on yhdistetty elektronilähteeseen, jolloin sylinterin pinnalta ionisaatioalueelle höyrystynyt näyte varautuu ennen siirtymistä massaspektrometriin (Jayne ym., 2000). Höyrystimen muodolla on vaikutusta laitteen toimintaan. Näytteen saapuessa höyrystimeen se kohtaa ensimmäiseksi huokoisen volframista valmistetun aukinaisen kartiomaisen pinnan. Kartiomaisella muodolla minimoidaan hiukkasten kimpoaminen ilman, että ne höyrystyvät. Lisäksi kartion suuntaamisella pyritään vaikuttamaan siihen, että laitteen kyky havaita yksittäisiä hiukkasia ei muutu voimakkaasti, riippumatta siitä mihin kohtaan höyrystintä ne osuvat. Höyrystimellä syntyvä molekyylipilvi ionisoidaan volframihehkulangan emittoiman elektronipommituksen avulla. Varaamisen seurauksena syntyy positiivisia, negatiivisia ja neutraaleja ioneja (Allan, 2004). Uunin lämpötilaa voidaan säädellä tilanteen mukaan ºC välillä, hiukkasten höyrystymisominaisuuksista riippuen (Aerodyne Research Inc., 2010). Aerosolihiukkaset ohjataan höyrystämisen ja ionisoinnin jälkeen massaspektrometrille.

24 24 Massaspektrometri Massaspektrometrissä näytteestä muodostettujen ionien massat erotellaan toisistaan sähkö- ja magneettikenttien avulla. Eri varauksilla olevat ionit käyttäytyvät massoista riippuen eri tavoin. Eli massaspektrometriassa pyritään selvittämään eri ionien massavaraussuhteita (m/z). Tässä tutkimuksessa käytetyn AMS-laitteen massaspektrometrin (ToF-AMS) on valmistanut Tofwerk AG. Laitteessa on valittavissa kaksi eri toimintamoodia V- ja W-moodi. Moodeja on havainnollistettu kuvassa 4.1. V-moodissa ionit kulkevat lyhyemmän matkan, ennen kuin ne havaitaan MCP:llä. Kun ionien lentorata W-moodissa pitenee laitteen erotuskyky kasvaa, samalla ionisäde levenee jonka vuoksi yhä harvempi ioni havaitaan MCP:llä. Tämän seikan takia V-moodi on herkempi, mutta W-moodi puolestaan tarjoaa paremman erottelukyvyn eri ionien välille (DeCarlo ym. 2006). ToF-AMS-laitteiston etuna verrattuna muihin massaspektrometreihin voidaan pitää nopeutta ja laajaa skaalaa jolla massaa voidaan mitata (Hämeri & Mäkelä 2005). Lentoaikamassaspektrometrissä ionien massavaraussuhde määritetään nimensä mukaisesti hiukkasen lentoajan perusteella. Ionit kiihdytetään hallitun sähkökentän avulla. Kiihdytyksessä ionit saavat saman kineettisen energian massasta riippumatta, tällöin kevyet ionit saavuttavat suuremman nopeuden kuin raskaat ionit, jolloin eri ionit voidaan luokitella niiden lentoajan perusteella. Pienimmän massavaraussuhteen omaavat ionit havaitaan ensimmäisenä detektorilla. Detektorilla havaittu ionisingnaali tallennetaan ajan funktiona, jolloin voidaan muodostaa massaspektri (Skoog ym. 1998; DeCarlo ym. 2006). Laitteella mittaaminen Mittalaite on suunniteltu ensisijaisesti määrittämään kokoluokiteltuja massajakaumia ja kemiallisten haihtuvien sekä puolihaihtuvien yhdisteiden kokonaismassaa pienhiukkasissa. Laitetta käytetään yleisesti joko MS- tai PToF-moodilla, moodi vaikuttaa siihen minkälaista dataa on laitteesta saatavissa (Jimenez ym. 2003). MS-moodissa hiukkassuihkua katkotaan, jotta saadaan poistettua taustan vaikutus, jolloin voidaan ilmoittaa todellinen massaspektri eri massaluvuille. Hiukkassuihkun katkomista voidaan säätää mittausohjelmasta, tässä työssä käytetyssä AMS:ssa laite oli asetettu mittaamaan puolet ajasta taustaa ja puolet pitoisuutta siten, että katkominen tapahtui viiden sekunnin välein. Laiteen mittausohjelman avulla voidaan myös määrittää missä ajassa AMS:ä mittaa yhden massaluvun. Laajin mahdollinen resoluutio, jolla laitetta voidaan V-moodissa käyttää on (m/z) (Aerodyne Research

25 ). Mittauksissa laitteen asetuksiin oli valittu mittausväliksi (m/z) Mittausten perusteella saadusta massaspektristä nähdään mitatut ionifragmentit valitulta väliltä, tässä tapauksessa mielenkiinto kohdistui ensisijaisesti (m/z) välillä oleviin arvoihin. (Jimenez ym. 2003). PToF-moodissa mittausdatasta saadaan massaspektrit kaikista höyrystyneistä ja ionisoiduita aerosolihiukkasista. Lisäksi PToF-moodissa hiukkaset kokoluokitellaan, jolloin saadaan selville niiden aerodynaamiset halkaisijat (Jimenez ym. 2003). PToF-moodin datassa on huomattavasti enemmän informaatiota verrattuna MSmoodiin, sillä koko skannausvälille (esim amu) saadaan täydet massaspektrit kaikkia lentoaikoja kohden, tosin PToF-moodilla näytesuihku kulkeutuu katkojan lävitse, jolloin vain noin 20 % näytesuihkusta siirtyy laitteessa eteenpäin. Tämän seikan vuoksi signaali on huomattavasti matalampi kuin MS-moodilla (DeCarlo ym. 2006). AMS:n toiminta perustuu pohjimmaltaan kahden rinnakkaisen moodin käyttöön. PTof-moodilla voidaan mitata hiukkasten kokojakaumaa, kun taa MS-moodilla kyetään mittaamaan itse massaspektrit (Takegawa ym. 2005) Mittalaitteesta saatu data käsitellään tieteelliseen laskentaan tarkoitetulla IGOR-ohjelmistolla, jossa käytetään AMS:n datan käsittelyyn kehitettyä lisäosaa (SQUIRREL). Ohjelmistossa datan muokkaamiseen käytetään fragmentaatiotaulukkoa, jonka ensisijaisena tarkoituksena on linkittää kemialliset yhdisteet keskenään ja jakaa laitteen tuottama signaali aerosolissa olevien eri kemiallisten yhdisteiden kesken (Allan ym. 2004). Fragmentaatiotaulukon avulla voidaan muodostaa muunnosmatriiseja, joista massapitoisuudet on laskettavissa. Taulukossa massaluvut on esitetty riveillä ja niihin liittyvät yhdisteet sarakkeissa. Taulukon periaatteena on jakaa AMS:n tuottama signaali eri kemiallisten yhdisteiden suhteen. Massaspektrejä muodostettaessa käyttäjä voi valita ne ionifragmentit joiden yhdisteitä massaspektrissä halutaan esittää. Käyttäjä voi valita massaspektriin vaikkapa orgaanisten yhdisteiden ionifragmentit (Allan ym. 2004). Taulukossa on esitetty eri yhdisteille niiden massaluvut, sekä se mistä yhdisteistä ne koostuvat Taulukossa sarakkeet on merkitty eri yhdistekohtaisesti; mikäli kyseessä on vaikka CO 2 +, niin merkintä taulukossa on [frag_co2]. Riveille on puolestaan merkitty massaluvut väliltä m/z (Allan ym. 2004). Fragmentaatiotaulukon avulla muodostetaan lopullinen massaspektri, mittalaitteen tuottamista eri intensiteetin omaavista ionifragmenteista. Fragmentaatiotaulukko siis muuntaa mitatun datan muotoon, josta eri yhdisteet voidaan lukea ymmärrettävässä muodossa. Massaluvun 15 signaali on esimerkiksi tulkittavissa ilmassa esiintyväksi

26 26 hiukkasmuotoiseksi typen isotoopiksi tai ammoniumiksi ja hiukkasmaiseksi CH 3 :ksi. Tietoa, siitä miten SQUIRREL tulkitsee suodatinnäytteestä peräisin olevan signaalin, käytetään hyväksi fragmentaatiotaulukkoa muokattaessa (Allan ym. 2004). Suodatinnäytteen avulla näytelinjasta poistetaan hiukkaset, jolloin voidaan määrittää taustahäiriön vaikutus. Taustahäiriö eliminoidaan ottamalla keskiarvoistettu massaspektri aikaväliltä jolloin suodatin on ollut näytteenottolinjassa. Täten saadaan laitteeseen sisään tuleva absoluuttinen hiukkaspitoisuus. Taulukon kertoimia muokataan, jotta kunkin massavaraussuhteen perusteella määritetylle massakonsentraatiolle löytyy vastaava kemiallinen yhdiste (Allan ym. 2004). C s = 10 s IE QN, (4.1) Aerosolimassaspektrometrin mittaamat signaalit voidaan muuntaa massakonsentraatioksi (µg/m 3 ) käyttämällä kaavaa 4.1, jossa I s,i on havaittujen ionien määrä aikayksikköä kohden; MW NO3 on nitraatin moolimassa, yleensä ammoniumnitraatin; RIE s on yhdisteiden suhteellinen keräystehokkuus; IE NO3 on nitraatin ionisaatiotehokkuus; Q on laitteeseen sisään tulevan virtauksen arvo; N A on Avogadron vakio; kerroin on yhtälössä yksikkömuunnosten vuoksi (Jimenez ym. 2003). 4.2 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Tämän Pro gradu -työn tarkoituksena oli selvittää aerosolimassaspektrometrin käyttöä biomassan poltossa muodostuvien aerosolien analysoinnissa. Tässä työssä AMS:ä käytettiin suoraan päästölähteestä tulevan palamisaerosolin analysointiin, kun aiemmissa tutkimuksissa laitetta on käytetty lähinnä suoraan ilmasta mitattavien päästöjen analysointiin. Työssä kiinnitettiin erityistä huomioita palamisen olosuhteiden aiheuttamiin muutoksiin, päästöjen koostumuksessa. Pro Gradu -työn tavoitteena oli selvittää AMS:n käytön mahdollisuuksia pienhiukkaspäästöjen analysoinnissa, kun mittaus suoritettaan suoraan päästölähteestä. Mittalaitteella kyetään saamaan yksityiskohtaista tietoa päästöjen kemiallisesta koostumuksesta. AMS:n avulla päästöjen koostumusta voidaan tarkkailla mittausten aikana, jolloin muutoksiin palamisaerosolissa voidaan reagoida jo mittauksen aikana. Tätä kautta on

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt PIENHIUKKAS JA AEROSOLITEKNIIKAN LABORATORIO Puun pienpolton p hiukkaspäästöt Jorma Jokiniemi, Jarkko Tissari, i Heikki Lamberg, Kti Kati Nuutinen, Jarno Ruusunen, Pentti Willman, Mika Ihalainen, Annika

Lisätiedot

Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen. Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö

Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen. Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö Pienhiukkasten ulko-sisä-siirtymän mittaaminen Anni-Mari Pulkkinen, Ympäristöterveyden yksikkö 11.9.2017 Anni-Mari Pulkkinen 1 Intro: Lisääntyvää näyttöä siitä, että pienhiukkasten lähilähteillä (liikenne,

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena

Lisätiedot

Hiukkasten lukumäärän ja keuhkodeposoituvan pintaalan mittaukset erilaisissa ympäristöissä. Ilmanlaadun mittaajatapaaminen, Tampere 11.4.

Hiukkasten lukumäärän ja keuhkodeposoituvan pintaalan mittaukset erilaisissa ympäristöissä. Ilmanlaadun mittaajatapaaminen, Tampere 11.4. Hiukkasten lukumäärän ja keuhkodeposoituvan pintaalan mittaukset erilaisissa ympäristöissä Ilmanlaadun mittaajatapaaminen, Tampere 11.4.2018 Yleistä hiukkasten lukumääräpitoisuudesta ja keuhkodeposoituvasta

Lisätiedot

JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ

JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ Jari-Jussi Syrjä 1200715 JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ Typpioksiduulin mittaus GASMET-monikaasuanalysaattorilla Tekniikka ja Liikenne 2013 1. Johdanto Erikoistyön tavoitteena selvittää Vaasan ammattikorkeakoulun

Lisätiedot

Pellettikoe. Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela

Pellettikoe. Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela Pellettikoe Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela Johdanto Tässä kokeessa LAMKin ympäristötekniikan opiskelijat havainnollistivat miten puupellettien kosteuden muutos vaikuttaa

Lisätiedot

N:o 1017 4287. Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot

N:o 1017 4287. Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot N:o 1017 4287 Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot Taulukko 1. Kiinteitä polttoaineita polttavien polttolaitosten

Lisätiedot

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Luotettavuutta päästökauppaan liittyviin mittauksiin 21.8.2006 Paula Juuti 2 Kaupattavien päästöjen määrittäminen Toistaiseksi CO2-päästömäärät perustuvat

Lisätiedot

POLTA PUUTA PUHTAAMMIN. Pakila

POLTA PUUTA PUHTAAMMIN. Pakila POLTA PUUTA PUHTAAMMIN Pakila 14.3.2019 Huono puunpoltto aiheuttaa terveyshaittoja Maria Myllynen ilmansuojeluyksikön päällikkö HSY Kuivaa asiaa 14.3.2019 Miten puunpoltto heikentää ilmanlaatua? - päästömäärä

Lisätiedot

Puupelletit. Biopolttoainepelletin määritelmä (CEN/TS 14588, termi 4.18)

Puupelletit. Biopolttoainepelletin määritelmä (CEN/TS 14588, termi 4.18) www.biohousing.eu.com Kiinteän biopolttoaineen palaminen Saarijärvi 1.11.2007 Aimo Kolsi, VTT 1 Esityksen sisältö Yleisesti puusta polttoaineena Puupelletit Kiinteän biopolttoaineen palaminen Poltto-olosuhteiden

Lisätiedot

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA 27.9.2011

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA 27.9.2011 KLAPI-ILTA PUUVILLASSA 27.9.2011 MANU HOLLMÉN ESITYKSEN SISÄLTÖ Aluksi vähän polttopuusta Klapikattilatyypit yläpalo alapalo Käänteispalo Yhdistelmä Vedonrajoitin Oikea ilmansäätö, hyötysuhde 2 PUUN KOOSTUMUS

Lisätiedot

MMEA Measurement, monitoring and environmental assessment

MMEA Measurement, monitoring and environmental assessment MMEA Measurement, monitoring and environmental assessment D4.5.1.2 Test report Tekijät: Antti Rostedt, Marko Marjamäki Tampereen teknillinen yliopisto Fysiikan laitos PPS-M anturin hiukkaskokovaste Johdanto

Lisätiedot

Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 1. Näytteenotto 1 Näytteenottolinja

Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 1. Näytteenotto 1 Näytteenottolinja Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 1 Näytteenotto 1 Näytteenottolinja Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 2 Näytteenotto 2 Näytteenkäsittelytekniikat y Suositus: näytekaasu suoraan kuumana

Lisätiedot

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU HARJOITUSTYÖOHJE SISÄLLYS SYMBOLILUETTELO 3 1 JOHDANTO 4 2 TYÖOHJE

Lisätiedot

Kosteusmittausten haasteet

Kosteusmittausten haasteet Kosteusmittausten haasteet Luotettavuutta päästökauppaan liittyviin mittauksiin, MIKES 21.9.2006 Martti Heinonen Tavoite Kosteusmittaukset ovat haastavia; niiden luotettavuuden arviointi ja parantaminen

Lisätiedot

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus Massaspektrometria IHMISEN JA ELINYMPÄ- RISTÖN KEMIAA, KE2 Määritelmä Massaspektrometria on tekniikka-menetelmä, jota käytetään 1) mitattessa orgaanisen molekyylin molekyylimassaa ja 2) määritettäessä

Lisätiedot

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa 1 Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa V Liekkipäivä Otaniemi, Espoo 14.1.2010 Ville Hankalin TTY / EPR 14.1.2010 2 Esityksen sisältö TTY:n projekti Biomassan pyrolyysin reaktiokinetiikan tutkimus

Lisätiedot

Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä. Pienpolttoseminaari, Kuopio,

Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä. Pienpolttoseminaari, Kuopio, Puun pienpolton päästöjen muutunta ilmakehässä Pienpoltto tuottaa merkittävän määrän päästöjä ilmakehään. Suomessa 40 % pienhiukkaspäästöistä (PM2.5) 55 % ilmastoa lämmittävistä mustahiilipäästöistä Yli

Lisätiedot

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas Puupolttoaineen käyttö lämmityksessä Puupolttoaineita käytetään pientaloissa 6,1 milj.m 3 eli 9,1 milj.

Lisätiedot

Tuoretta tietoa ulkoilman pienhiukkasista. Dos. Hilkka Timonen et al., Ilmatieteen laitos, Pienhiukkastutkimus

Tuoretta tietoa ulkoilman pienhiukkasista. Dos. Hilkka Timonen et al., Ilmatieteen laitos, Pienhiukkastutkimus Tuoretta tietoa ulkoilman pienhiukkasista Dos. Hilkka Timonen et al., Ilmatieteen laitos, Pienhiukkastutkimus Ulkoilman pienhiukkasten terveysvaikutukset Pienhiukkaset ovat haitallisin ympäristöaltiste!

Lisätiedot

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset Ensimmäinen sivu on työskentelyyn orientoiva johdatteluvaihe, jossa annetaan jotain tietoja ongelmista, joita happamat sateet aiheuttavat. Lisäksi esitetään

Lisätiedot

Tulisijoilla lämpöä tulevaisuudessakin

Tulisijoilla lämpöä tulevaisuudessakin Tulisijoilla lämpöä tulevaisuudessakin Ympäristöneuvos Maarit Haakana Ympäristöministeriö Puulämmityspäivä 7.2.2018 Helsingin Sanomat 6.1.2018 Pientaloissa poltetaan puuta aiempaa enemmän (Luke ja Tilastokeskus

Lisätiedot

Biopolttoaineiden päästöjen ja palamisen tutkimus Kuopion yliopistossa

Biopolttoaineiden päästöjen ja palamisen tutkimus Kuopion yliopistossa Biopolttoaineiden päästöjen ja palamisen tutkimus Kuopion yliopistossa Jorma Jokiniemi Pienhiukkas- ja aerosolitekniikan laboratorio Ympäristötieteiden laitos, Kuopion yliopisto Pienhiukkas- ja aerosolitekniikan

Lisätiedot

KIINTEÄN POLTTOAINEIDEN KATTILOIDEN PÄÄSTÖMITTAUKSIA

KIINTEÄN POLTTOAINEIDEN KATTILOIDEN PÄÄSTÖMITTAUKSIA MITTAUSRAPORTTI 3.4.214 KIINTEÄN POLTTOAINEIDEN KATTILOIDEN PÄÄSTÖMITTAUKSIA Jarmo Lundgren LVI ja energiatekniikan insinööri Metalli ja LVI Lundgren Oy Metalli ja LVI lundgren Oy Autokatu 7 Jarmo Lundgren

Lisätiedot

Hyvinvointia työstä. 28.11.2012 Tomi Kanerva. Työterveyslaitos www.ttl.fi

Hyvinvointia työstä. 28.11.2012 Tomi Kanerva. Työterveyslaitos www.ttl.fi Hyvinvointia työstä Hiukkaspitoisuuksien määrittäminen työpaikkojen ilmasta Tomi Kanerva erityisasiantuntija Materiaali- ja hiukkastutkimus-tiimi Johdanto Työympäristö Fysikaaliset tekijät esim. melu,

Lisätiedot

Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa

Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa Hilkka Timonen, Sanna Saarikoski, Risto Hillamo, Minna Aurela, Anna Frey, Karri Saarnio In co-operation with: Sisältö

Lisätiedot

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus

Massaspektrometria. magneetti negat. varautuneet kiihdytys ja kohdistus 11.5.2017 Massaspektrometria IHMISEN JA ELINYMPÄ- RISTÖN KEMIAA, KE2 Määritelmä Massaspektrometria on tekniikka-menetelmä, jota käytetään 1) mitattessa orgaanisen molekyylin molekyylimassaa ja 2) määritettäessä

Lisätiedot

Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti

Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti 2016 1 Johdanto Tämä raportti on jätteenpolttoasetuksen 151/2013 26 :n mukainen vuosittain laadittava selvitys Pankakoski Mill Oy:n kartonkitehtaan yhteydessä toimivan

Lisätiedot

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Tausta Tämän selvityksen laskelmilla oli tavoitteena arvioida viimeisimpiä energian kulutustietoja

Lisätiedot

Liikenteen ympäristövaikutuksia

Liikenteen ympäristövaikutuksia Liikenteen ympäristövaikutuksia pakokaasupäästöt (CO, HC, NO x, N 2 O, hiukkaset, SO x, CO 2 ) terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti, ilmasto pöly terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti melu, tärinä

Lisätiedot

Kirjoittaja: tutkija Jyrki Kouki, TTS tutkimus

Kirjoittaja: tutkija Jyrki Kouki, TTS tutkimus TUTKIMUSRAPORTTI 13.03.2009 Mittauksia hormittomalla takalla ( Type: HW Biotakka, tuotekehitysversio) Tilaaja: OY H & C Westerlund AB Kirjoittaja: tutkija Jyrki Kouki, TTS tutkimus 2 SISÄLLYSLUETTELO sivu

Lisätiedot

NYKYAIKAISEN AJONEUVOMOOTTORIN PAKOKAASUN HIUKKASMITTAUS. HIUKKASKOKO JA HIILEN LAATU.

NYKYAIKAISEN AJONEUVOMOOTTORIN PAKOKAASUN HIUKKASMITTAUS. HIUKKASKOKO JA HIILEN LAATU. M2T9918 TTKK NYKYAIKAISEN AJONEUVOMOOTTORIN PAKOKAASUN HIUKKASMITTAUS. HIUKKASKOKO JA HIILEN LAATU. -TTKK:N PROJEKTIOSUUS Annele Virtanen, Jorma Keskinen TTKK Aerosolifysiikka 53 1. JOHDANTO Kolmivuotinen

Lisätiedot

Liikenteen ympäristövaikutuksia

Liikenteen ympäristövaikutuksia Liikenteen ympäristövaikutuksia pakokaasupäästöt (CO, HC, NO x, N 2 O, hiukkaset, SO x, CO 2 ) terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti, ilmasto pöly terveys ja hyvinvointi, biodiversiteetti melu, tärinä

Lisätiedot

Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II. Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy

Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II. Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy Miksi voimalaitos on rakennettu? Lahti Energialla on hyvät kokemukset yli 12 vuotta hiilivoimalan yhteydessä

Lisätiedot

Energiatehokkuuden analysointi

Energiatehokkuuden analysointi Liite 2 Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Energiatehokkuuden analysointi Liite loppuraporttiin Jani Isokääntä 9.4.2015 Sisällys

Lisätiedot

ILMANTARKKAILUN VUOSIRAPORTTI 2015

ILMANTARKKAILUN VUOSIRAPORTTI 2015 JYVÄSKYLÄN KAUPUNKI ILMANTARKKAILUN VUOSIRAPORTTI 2015 Kaupunkirakenteen toimiala Rakentaminen ja Ympäristö Yleistä Tähän raporttiin on koottu yhteenveto Jyväskylän keskustan ja Palokan mittausasemien

Lisätiedot

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys Loppuraportti Sisältö Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys Työn lähtökohta ja tavoitteet Voimalaitoskattiloiden tulipesässä

Lisätiedot

HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET

HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET Johdanto HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET Happosateesta alettiin huolestua 1960- luvulla. Pohjois- Euroopassa, Yhdysvalloissa ja Kanadassa havaittiin järvieliöiden kuolevan ja metsien vahingoittuvan happosateiden

Lisätiedot

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella IHMISEN JA ELINYMPÄRISTÖN KEMIAA, KE2 Alkuaineen suhteellinen atomimassa Kertausta: Isotoopin määritelmä: Saman alkuaineen eri atomien ytimissä on sama määrä protoneja (eli sama alkuaine), mutta neutronien

Lisätiedot

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Markku Saastamoinen, Luke Vihreä teknologia, hevostutkimus Ypäjä HELMET hanke, aluetilaisuus, Forssa 2.3.2017 Johdanto Uusiutuvan energian

Lisätiedot

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta LUT laboratorio- ato o ja mittauspalvelut ut Esimerkkinä energiatehokkuus -> keskeinen keino ilmastomuutoksen hallinnassa Euroopan sähkönkulutuksesta n. 15 % kuluu pumppusovelluksissa On arvioitu, että

Lisätiedot

Hiukkaspäästöjen mittaus

Hiukkaspäästöjen mittaus Hiukkaspäästöjen mittaus Juha-Matti Hirvonen MIKES-Aalto 24.3.2010 Sisältö Hiukkaset Koot Synty Terveysvaikutukset ja kustannukset Lainsäädäntö Kansallinen EU Mittausmenetelmiä Mekaaniset Sähköiset Optiset

Lisätiedot

Puun käytön lisäys pienlämmityslaitteissa vai energialaitoksissa?

Puun käytön lisäys pienlämmityslaitteissa vai energialaitoksissa? Puun käytön lisäys pienlämmityslaitteissa vai energialaitoksissa? Raimo O. Salonen Ylilääkäri, dosentti 14.4.2014 THL 1 Systemaattinen analyysi Global Burden of Disease Study 2010 (yhteistyö WHO:n kanssa)

Lisätiedot

Biohiilipellettien soveltuvuus pienmittakaavaan

Biohiilipellettien soveltuvuus pienmittakaavaan Biohiilipellettien soveltuvuus pienmittakaavaan Puhdas vesi ja ympäristö seminaari 8.12.2016 Juha-Pekka Lemponen, TKI -asiantuntija Hajautettu energiantuotanto biohiilipelleteillä Biomassan torrefiointi

Lisätiedot

CABB Oy polttolaitos. 1. Prosessin toiminta

CABB Oy polttolaitos. 1. Prosessin toiminta CABB Oy polttolaitos 1. Prosessin toiminta CABB Oy:n polttolaitoksella poltetaan omassa toiminnassa syntyviä nestemäisiä ja kaasumaisia jätteitä. Nestemäiset jätteet ovat hienokemikaalitehtaan orgaanisia

Lisätiedot

Ilmanlaadun seurannan uusia tuulia. Resurssiviisas pääkaupunkiseutu, kick-off 12.5.2015 Päivi Aarnio, HSY

Ilmanlaadun seurannan uusia tuulia. Resurssiviisas pääkaupunkiseutu, kick-off 12.5.2015 Päivi Aarnio, HSY Ilmanlaadun seurannan uusia tuulia Resurssiviisas pääkaupunkiseutu, kick-off 12.5.2015 Päivi Aarnio, HSY Ilmanlaatutilanne pääkaupunkiseudulla Ilmanlaatu on kohtalaisen hyvä Joitakin ongelmia on Typpidioksidin

Lisätiedot

Työpaketti TP2.1. polton ja termisen kaasutuksen demonstraatiot Kimmo Puolamäki, Jyväskylän ammattikorkeakoulu

Työpaketti TP2.1. polton ja termisen kaasutuksen demonstraatiot Kimmo Puolamäki, Jyväskylän ammattikorkeakoulu Kimmo Puolamäki, Jyväskylän ammattikorkeakoulu Tavoitteet Haetaan polton optimiparametrit kuivikelannan ja hakkeen seokselle tutkimuslaboratorion 40 kw ja 500 kw kiinteän polttoaineen testikattiloilla

Lisätiedot

TEKNIIKKA. Dieselmoottorit jaetaan kahteen ryhmään: - Apukammiomoottoreihin - Suoraruiskutusmoottoreihin

TEKNIIKKA. Dieselmoottorit jaetaan kahteen ryhmään: - Apukammiomoottoreihin - Suoraruiskutusmoottoreihin TALOUDELLISUUS Dieselmoottori on vastaavaa ottomoottoria taloudellisempi vaihtoehto, koska tarvittava teho säädetään polttoaineen syöttömäärän avulla. Ottomoottorissa kuristetaan imuilman määrää kaasuläpän

Lisätiedot

Mikroskooppisten kohteiden

Mikroskooppisten kohteiden Mikroskooppisten kohteiden lämpötilamittaukset itt t Maksim Shpak Planckin laki I BB ( λ T ) = 2hc λ, 5 2 1 hc λ e λkt 11 I ( λ, T ) = ε ( λ, T ) I ( λ T ) m BB, 0 < ε

Lisätiedot

Aerosolimittauksia ceilometrillä.

Aerosolimittauksia ceilometrillä. Aerosolimittauksia ceilometrillä. Timo Nousiainen HTB workshop 6.4. 2006. Fysikaalisten tieteiden laitos, ilmakehätieteiden osasto Projektin kuvaus Esitellyt tulokset HY:n, IL:n ja Vaisala Oyj:n yhteisestä,

Lisätiedot

KÄYTTÖOHJE LÄMPÖTILA-ANEMOMETRI DT-619

KÄYTTÖOHJE LÄMPÖTILA-ANEMOMETRI DT-619 KÄYTTÖOHJE LÄMPÖTILA-ANEMOMETRI DT-619 2007 S&A MATINTUPA 1. ILMAVIRTAUKSEN MITTAUS Suora, 1:n pisteen mittaus a) Kytke mittalaitteeseen virta. b) Paina UNITS - näppäintä ja valitse haluttu mittayksikkö

Lisätiedot

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA 3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA TERVEYSVAIKUTUKSET ANTTI VÄISÄNEN Mitä päästöjä 3D-tulostusprosesseissa syntyy? Haihtuvat orgaaniset yhdisteet Eli VOC-yhdisteet (Volatile Organic Compounds) Erittäin laaja

Lisätiedot

Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen.

Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen. Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen. 1. Tuletko mittaamaan AC tai DC -virtaa? (DC -pihdit luokitellaan

Lisätiedot

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8. 9. 11. b Oppiaineen opetussuunnitelmaan on merkitty oppiaineen opiskelun yhteydessä toteutuva aihekokonaisuuksien ( = AK) käsittely seuraavin lyhentein: AK 1 = Ihmisenä kasvaminen AK 2 = Kulttuuri-identiteetti

Lisätiedot

Liuottimien analytiikka. MUTKU-päivät 2016, 16.3.2016 Jarno Kalpala, ALS Finland Oy

Liuottimien analytiikka. MUTKU-päivät 2016, 16.3.2016 Jarno Kalpala, ALS Finland Oy Liuottimien analytiikka MUTKU-päivät 2016, 16.3.2016 Jarno Kalpala, ALS Finland Oy RIG H T S O L U T I O N S R IGH T PA RT N ER Sisältö Terminologia Näytteenoton ja analysoinnin suurimmat riskit ja niiden

Lisätiedot

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Markku Saastamoinen, Luke Vihreä teknologia, hevostutkimus Ypäjä HELMET hanke, aluetilaisuus, Jyväskylä 24.1.2017 Johdanto Uusiutuvan energian

Lisätiedot

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. 1.2 Elektronin energia Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. -elektronit voivat olla vain tietyillä energioilla (pääkvanttiluku n = 1, 2, 3,...) -mitä kauempana

Lisätiedot

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI B8-0156/28. Tarkistus. Anja Hazekamp, Younous Omarjee GUE/NGL-ryhmän puolesta

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI B8-0156/28. Tarkistus. Anja Hazekamp, Younous Omarjee GUE/NGL-ryhmän puolesta 11.3.2019 B8-0156/28 28 Johdanto-osan C a kappale (uusi) C a. ottaa huomioon, että sekundääristen hiukkasten muodostuminen on seurausta useista kemiallisista ja fysikaalisista reaktioista, joihin liittyy

Lisätiedot

:TEKES-hanke. 40121/04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen

:TEKES-hanke. 40121/04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen FB-kupla :TEKES-hanke 40121/04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen Ryhmähankkeen osapuolet: Tampereen teknillinen yliopisto Osahanke: Biopolttoaineiden

Lisätiedot

YMPÄRISTÖMINISTERIÖ Neuvotteleva virkamies 16.12.2012 Anneli Karjalainen

YMPÄRISTÖMINISTERIÖ Neuvotteleva virkamies 16.12.2012 Anneli Karjalainen YMPÄRISTÖMINISTERIÖ Muistio Neuvotteleva virkamies 16.12.2012 Anneli Karjalainen VALTIONEUVOSTON PÄÄTÖS YMPÄRISTÖNSUOJELULAIN 110 A :SSÄ TARKOI- TETUSTA POLTTOAINETEHOLTAAN VÄHINTÄÄN 50 MEGAWATIN POLTTOLAI-

Lisätiedot

Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2030 ja haittakustannusten laskenta (IHKU-malli) politiikan tukena

Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2030 ja haittakustannusten laskenta (IHKU-malli) politiikan tukena Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2030 ja haittakustannusten laskenta (IHKU-malli) politiikan tukena Mikko Savolahti SYKE Sisältö 1. Kansallinen ilmansuojeluohjelma 2. BATMAN hanke: puun pienpolton ja katupölyn

Lisätiedot

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10 Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko 25.10 klo 8-10 Jokaisesta oikein ratkaistusta tehtävästä voi saada yhden lisäpisteen. Tehtävä, joilla voi korottaa kotitehtävän

Lisätiedot

Lahti Energia. Kokemuksia termisestä kaasutuksesta Matti Kivelä Puh

Lahti Energia. Kokemuksia termisestä kaasutuksesta Matti Kivelä Puh Lahti Energia Kokemuksia termisestä kaasutuksesta 22.04.2010 Matti Kivelä Puh 050 5981240 matti.kivela@lahtienergia.fi LE:n energiatuotannon polttoaineet 2008 Öljy 0,3 % Muut 0,8 % Energiajäte 3 % Puu

Lisätiedot

diesel- ja maakaasumoottoreiden muodostamille partikkeleille

diesel- ja maakaasumoottoreiden muodostamille partikkeleille Altistumisen arviointi diesel- ja maakaasumoottoreiden muodostamille partikkeleille Oulun yliopisto i Prosessi ja ympäristötekniikan osasto Kati Oravisjärvi Altistuminen Maailmassa arvioidaan olevan jopa

Lisätiedot

Mittausjärjestelmän kalibrointi ja mittausepävarmuus

Mittausjärjestelmän kalibrointi ja mittausepävarmuus Mittausjärjestelmän kalibrointi ja mittausepävarmuus Kalibrointi kalibroinnin merkitys kansainvälinen ja kansallinen mittanormaalijärjestelmä kalibroinnin määritelmä mittausjärjestelmän kalibrointivaihtoehdot

Lisätiedot

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos 15.4.2010 Sisältöä Kasvihuoneilmiö Kasvihuoneilmiön voimistuminen Näkyykö kasvihuoneilmiön voimistumisen

Lisätiedot

SIMO ja KIUAS hankkeet: Päästöt ja niiden mittaaminen

SIMO ja KIUAS hankkeet: Päästöt ja niiden mittaaminen SIMO ja KIUAS hankkeet: Päästöt ja niiden mittaaminen Jarkko Tissari Fine particle and aerosol technology laboratory (FINE) Department of Environmental and Biological Sciences Pienpolttoseminaari, 23.5.2018

Lisätiedot

Liite 1A UUDET PÄÄSTÖRAJA-ARVOT

Liite 1A UUDET PÄÄSTÖRAJA-ARVOT LUONNOS 6.9.2017 Liite 1A UUDET PÄÄSTÖRAJA-ARVOT Uudet energiantuotantoyksiköt noudattavat tämän liitteen 1A päästöraja-arvoja 20.12.2018 alkaen, olemassa olevat polttoaineteholtaan yli 5 megawatin energiantuotantoyksiköt

Lisätiedot

www.biohousing.eu.com Tehokas ja ympäristöystävällinen tulisijalämmitys käytännön ohjeita

www.biohousing.eu.com Tehokas ja ympäristöystävällinen tulisijalämmitys käytännön ohjeita www.biohousing.eu.com Tehokas ja ympäristöystävällinen tulisijalämmitys käytännön ohjeita 1 Vähemmän päästöjä ja miellyttävää lämpöä tulisijasta 1. Käytä kuivaa polttopuuta 2. Hanki tutkittu, tehokas ja

Lisätiedot

Hiidenveden vedenlaatu 15.8.2005

Hiidenveden vedenlaatu 15.8.2005 LUODE CONSULTING OY 1636922 4 HIIDENVESIPROJEKTI Hiidenveden vedenlaatu 15.8.2005 Mikko Kiirikki, Antti Lindfors & Olli Huttunen Luode Consulting Oy 24.10.2005 LUODE CONSULTING OY, OLARINLUOMA 15, FIN

Lisätiedot

CABB Oy polttolaitoksen toiminta Prosessin toiminta

CABB Oy polttolaitoksen toiminta Prosessin toiminta CABB Oy polttolaitoksen toiminta 2016 1. Prosessin toiminta CABB Oy:n polttolaitoksella poltetaan omassa toiminnassa syntyviä nestemäisiä ja kaasumaisia jätteitä. Nestemäiset jätteet ovat hienokemikaalitehtaan

Lisätiedot

KOTIKÄYTTÖISEN 3D-TULOSTIMEN AIHEUTTAMAT VOC- JA HIUKKASPÄÄSTÖT ASUINHUONEISTON SISÄILMASSA

KOTIKÄYTTÖISEN 3D-TULOSTIMEN AIHEUTTAMAT VOC- JA HIUKKASPÄÄSTÖT ASUINHUONEISTON SISÄILMASSA Sisäilmastoseminaari 2016 415 KOTIKÄYTTÖISEN 3D-TULOSTIMEN AIHEUTTAMAT VOC- JA HIUKKASPÄÄSTÖT ASUINHUONEISTON SISÄILMASSA Samuel Hartikainen, Markus Johansson, Marko Hyttinen ja Pertti Pasanen Itä-Suomen

Lisätiedot

AKK-MOTORSPORT ry Katsastuksen käsikirja ISKUTILAVUUDEN MITTAAMINEN. 1. Tarkastuksen käyttö

AKK-MOTORSPORT ry Katsastuksen käsikirja ISKUTILAVUUDEN MITTAAMINEN. 1. Tarkastuksen käyttö ISKUTILAVUUDEN MITTAAMINEN 1. Tarkastuksen käyttö 2. Määritelmät 3. Välineet 4. Olosuhteet Kyseisen ohjeen tarkoituksena on ohjeistaa moottorin iskutilavuuden mittaaminen ja laskeminen. Kyseinen on mahdollista

Lisätiedot

Mittaustulosten tilastollinen käsittely

Mittaustulosten tilastollinen käsittely Mittaustulosten tilastollinen käsittely n kertaa toistetun mittauksen tulos lasketaan aritmeettisena keskiarvona n 1 x = x i n i= 1 Mittaustuloksen hajonnasta aiheutuvaa epävarmuutta kuvaa keskiarvon keskivirhe

Lisätiedot

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan

Lisätiedot

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen KE4, KPL. 3 muistiinpanot Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen KPL 3: Ainemäärä 1. Pohtikaa, miksi ruokaohjeissa esim. kananmunien ja sipulien määrät on ilmoitettu kappalemäärinä, mutta makaronit on ilmoitettu

Lisätiedot

Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle

Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle Nokipäästöt ja niiden kulkeutuminen Arktiselle alueelle Kaarle Kupiainen Erikoistutkija, FT Suomen Ympäristökeskus SYKE Pienpolttoseminaari, Itä-Suomen yliopisto, Kuopio 21.5.2018 Esityksen sisältö Noki,

Lisätiedot

Puunpolton savuista sydän- ja hengityssairauskuolemia

Puunpolton savuista sydän- ja hengityssairauskuolemia Puunpolton savuista sydän- ja hengityssairauskuolemia Raimo O. Salonen Ylilääkäri, dosentti 21.8.2014 THL 1 Vertaileva arviointi tautikuormaa ja vammoja (= ennenaikainen kuolema + terveiden elinvuosien

Lisätiedot

YMPÄRISTÖSEURANNAT Ympäristömelu ja ilmanlaatu. Jani Kankare

YMPÄRISTÖSEURANNAT Ympäristömelu ja ilmanlaatu. Jani Kankare YMPÄRISTÖSEURANNAT Ympäristömelu ja ilmanlaatu Jani Kankare 23.10.2015 Promethor Oy Muun muassa äänen, tärinän ja ilmanlaatuselvityksien asiantuntijayritys - Mittaukset ja mallinnus - Suunnittelu - Lupahakemukset

Lisätiedot

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin. KERTAUSKOE, KE1, SYKSY 2013, VIE Tehtävä 1. Kirjoita kemiallisia kaavoja ja olomuodon symboleja käyttäen seuraavat olomuodon muutokset a) etanolin CH 3 CH 2 OH höyrystyminen b) salmiakin NH 4 Cl sublimoituminen

Lisätiedot

Päästökertoimista päästöinventaarioihin - Mihin ja miten puun pienpolton päästökertoimia käytetään?

Päästökertoimista päästöinventaarioihin - Mihin ja miten puun pienpolton päästökertoimia käytetään? Päästökertoimista päästöinventaarioihin - Mihin ja miten puun pienpolton päästökertoimia käytetään? SYKE Ilmasto ja ilmansuojelu -ryhmä Niko Karvosenoja Kaarle Kupiainen Mikko Savolahti Ville-Veikko Paunu

Lisätiedot

Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita

Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita Eija Alakangas, VTT Biohousing & Quality Wood Älykäs Energiahuolto EU-ohjelma 1. Puu kuivuu. Vesihöyry vapautuu. 2. Kaasumaiset palavat ainekset vapautuvat

Lisätiedot

Jatkuvatoimiset hiukkasmittaukset. Anssi Julkunen Ilmanlaadun mittaajatapaaminen Turussa

Jatkuvatoimiset hiukkasmittaukset. Anssi Julkunen Ilmanlaadun mittaajatapaaminen Turussa Jatkuvatoimiset hiukkasmittaukset Anssi Julkunen Ilmanlaadun mittaajatapaaminen Turussa 7.-8..19 Esityksen sisältö Johdanto aiheeseen Mittausmenetelmän ja mittalaitteen valintaan vaikuttavia tekijöitä

Lisätiedot

HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun

HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun HSY:n supermittausasemalla täsmätietoa liikenteen vaikutuksista ilmanlaatuun Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT Ilmanlaadun tutkimusseminaari 13.12.2016 21.3.2016 Jarkko Niemi 1 Nykytilanne: liikenne

Lisätiedot

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA Erikoistutkija Tuula Pellikka TUTKIMUKSEN TAUSTA Tavoitteena oli tutkia käytännön kenttäkokeiden avulla hevosenlannan ja kuivikkeen seoksen polton ilmaan vapautuvia

Lisätiedot

Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla. Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT

Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla. Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT Kaupunki-ilman mittaus- ja mallinnustarpeet, tekniikat ja tulosten hyödyntäminen pääkaupunkiseudulla Jarkko Niemi Ilmansuojeluasiantuntija, FT INKA-ILMA/EAKR päätösseminaari 17.8.2017 Taustaa: mittaus-

Lisätiedot

TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S-06006-09 01.09.2009. Omakotitalojen suodattimien mittaus

TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S-06006-09 01.09.2009. Omakotitalojen suodattimien mittaus TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S-66-9 1.9.29 Omakotitalojen suodattimien mittaus Tilaaja: Eagle Filters Oy TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S-66-9 1 (1) Tilaaja Eagle Filters Oy Kalervonkatu 1 486 KOTKA Tilaus Juha

Lisätiedot

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa Törmäysteoria Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa tarpeeksi suurella voimalla ja oikeasta suunnasta. 1 Eksotermisen reaktion energiakaavio E

Lisätiedot

SISÄILMAN VOC- JA FLEC-MITTAUKSET

SISÄILMAN VOC- JA FLEC-MITTAUKSET SISÄILMAN VOC- JA FLEC-MITTAUKSET Ruonalan Koulu Karhuvuorentie 1 48300 Kotka 12.2.2018 Vetotie 3 A FI-01610 Vantaa p. 0306 705 500 www.raksystems.fi Y-tunnus: 0905045-0 Kuntotutkimusraportti 2 Kenttätutkimus

Lisätiedot

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Fysiikan laboratoriotyöt 1 1 LIITE 1 VIRHEEN RVIOINNIST Mihin tarvitset virheen arviointia? Mittaustuloksiin sisältyy aina virhettä, vaikka mittauslaite olisi

Lisätiedot

HAITTA-AINEET: ALTISTUMISEN ARVIOINTI. Jarno Komulainen, FM Tiimipäällikkö Vahanen Rakennusfysiikka Oy

HAITTA-AINEET: ALTISTUMISEN ARVIOINTI. Jarno Komulainen, FM Tiimipäällikkö Vahanen Rakennusfysiikka Oy HAITTA-AINEET: ALTISTUMISEN ARVIOINTI Jarno Komulainen, FM Tiimipäällikkö Vahanen Rakennusfysiikka Oy HAITTA-AINETUTKIMUKSET Selvitetään, missä kiinteistön rakennusosissa ja teknisissä järjestelmissä voi

Lisätiedot

TURUN SEUDUN ILMANSUOJELUN YHTEISTYÖRYHMÄ

TURUN SEUDUN ILMANSUOJELUN YHTEISTYÖRYHMÄ tammikuussa 2018 TURUN SEUDUN ILMANSUOJELUN YHTEISTYÖRYHMÄ Tiivistelmä Hengitysilman tavallisin laatuluokitus vuorokausi-indeksin mukaan oli tammikuussa hyvä kaikilla muilla asemilla, paitsi Turun Kauppatorilla

Lisätiedot

TÄYTTÖOHJE KYSELY NMVOC-INVENTAARIOSSA TARVITTAVISTA LIUOTTIMIEN KÄYTTÖ- JA PÄÄSTÖMÄÄRISTÄ MAALIEN, LAKAN, PAINOVÄRIEN YMS.

TÄYTTÖOHJE KYSELY NMVOC-INVENTAARIOSSA TARVITTAVISTA LIUOTTIMIEN KÄYTTÖ- JA PÄÄSTÖMÄÄRISTÄ MAALIEN, LAKAN, PAINOVÄRIEN YMS. TÄYTTÖOHJE KYSELY NMVOC-INVENTAARIOSSA TARVITTAVISTA LIUOTTIMIEN KÄYTTÖ- JA PÄÄSTÖMÄÄRISTÄ MAALIEN, LAKAN, PAINOVÄRIEN YMS. VALMISTAJILLE Suomen ympäristökeskus ylläpitää ympäristöhallinnon ilmapäästötietojärjestelmää,

Lisätiedot

Työkalu ympäristövaikutusten laskemiseen kasvualustan valmistajille ja viherrakentajille LCA in landscaping hanke

Työkalu ympäristövaikutusten laskemiseen kasvualustan valmistajille ja viherrakentajille LCA in landscaping hanke Työkalu ympäristövaikutusten laskemiseen kasvualustan valmistajille ja viherrakentajille LCA in landscaping hanke Frans Silvenius, MTT Bioteknologia ja elintarviketutkimus Kierrätysmateriaaleja mm. Kompostoidut

Lisätiedot

Ilmansuodattimien luokitus muuttuu Sisäilmastoseminaari 2017 Tero Jalkanen VTT Expert Services Oy

Ilmansuodattimien luokitus muuttuu Sisäilmastoseminaari 2017 Tero Jalkanen VTT Expert Services Oy Kuvapaikka (ei kehyksiä kuviin) Ilmansuodattimien luokitus muuttuu Sisäilmastoseminaari 2017 Tero Jalkanen VTT Expert Services Oy Esityksen sisältö Tausta muutokselle SFS-EN ISO 16890 muutokset verrattuna

Lisätiedot

Pienhiukkasten ja mustan hiilen lähteet sekä koostumus pääkaupunkiseudulla

Pienhiukkasten ja mustan hiilen lähteet sekä koostumus pääkaupunkiseudulla Pienhiukkasten ja mustan hiilen lähteet sekä koostumus pääkaupunkiseudulla Hilkka Timonen, Sanna Saarikoski, Minna Aurela, Matthew Bloss, Aku Helin, Joel Kuula, Kimmo Teinilä Erikoistutkija Ilmatieteen

Lisätiedot

Differentiaali- ja integraalilaskenta

Differentiaali- ja integraalilaskenta Differentiaali- ja integraalilaskenta Opiskelijan nimi: DIFFERENTIAALILASKENTA 1. Raja-arvon käsite, derivaatta raja-arvona 1.1 Raja-arvo pisteessä 1.2 Derivaatan määritelmä 1.3 Derivaatta raja-arvona

Lisätiedot

Puun polton pienhiukkaset ja päästöjen vähentäminen

Puun polton pienhiukkaset ja päästöjen vähentäminen Puun polton pienhiukkaset ja päästöjen vähentäminen Dos. Jarkko Tissari Fine particle and aerosol technology laboratory (FINE) Department of Environmental and Biological Sciences Puulämmityspäivä, Helsinki

Lisätiedot

Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle (IHKU) Mikko Savolahti SYKE

Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle (IHKU) Mikko Savolahti SYKE Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle (IHKU) Mikko Savolahti SYKE 8.2.2018 Sisältö Miksi tarvitaan haittakustannusmalli? Miten yksikköpäästöjen haittakustannukset on laskettu? Mihin malli sopii

Lisätiedot

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1 Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1 Risto Taipale 20.9.2013 1 Tehtävä 1 Erään lämpömittarin vertailu kalibrointistandardiin antoi keskimääräiseksi eroksi standardista 0,98 C ja eron keskihajonnaksi

Lisätiedot